【摘 要】
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碳纤维具有高强、高模、耐高温、耐腐蚀等一系列的优异性能,近几十年来得到了突飞猛进的发展。碳纤维的高强、高模特性取决于原丝的种类、性能以及预氧化、碳化过程的工艺条
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碳纤维具有高强、高模、耐高温、耐腐蚀等一系列的优异性能,近几十年来得到了突飞猛进的发展。碳纤维的高强、高模特性取决于原丝的种类、性能以及预氧化、碳化过程的工艺条件等因素。原丝是影响碳纤维性能的主要因素之一。优质聚丙烯腈(PAN)原丝是制取高性能碳纤维的理想原料。目前我国在高性能碳纤维,特别是高性能PAN原丝方面的工作还比较欠缺,原丝质量已经成为阻碍国内高性能碳纤维发展的瓶颈。本课题将采用二甲基亚砜(DMSO)作溶剂,采用干湿法纺丝工艺,研究了纺丝及二次高温拉伸工艺条件对聚丙烯腈纤维原丝结构性能的影响,这是制取高性能PAN原丝的基础。 在文章的前言部分我们阐述了碳纤维的发展历史及现状,高性能PAN原丝的质量指标以及影响纺丝过程及原丝质量的诸因素,同时还阐述了PAN后拉伸工艺对原丝性能的影响,作为实验工作的理论基础。 采用PAN/DMSO干湿法纺丝工艺先得到初生纤维,然后按照三级拉伸工艺流程的顺序,对空气拉伸、沸水浴拉伸、干热拉伸和饱和蒸汽压拉伸的工艺进行研究。同时对于不同的拉伸分配比以及总拉伸比对PAN原丝的力学性能的影响进行了探讨。结果表明,随拉伸倍数的增加,PAN原丝的强度、取向度有了显著提高,而纤维在经过饱和蒸汽压拉伸以后,结晶度有了显著的提高。经过拉伸,最终可以得到强度在7cN/dtex以上,具有较
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