聚丙烯腈基碳纤维原丝在纺丝过程中纳米孔变化规律与机理研究?

摘要：

应用小角X射线散射等方法,系统、定量地测试表征了聚丙烯腈基碳纤维原丝中纳米孔的尺寸、形状、体积分数、单位体积中纳米孔绝对数量以及纤维总孔洞率等形态结构参量,并对这些参量在水洗、水洗牵伸、热致密化、高压蒸汽牵伸及热稳定化等工艺过程中的变化规律及原因进行了研究.结果表明,纺丝过程中牵伸及高温热处理均可使纤维总孔洞率逐步下降.纳米孔尺寸体积分数Vi测试表明,对于小于10 nm3的小纳米孔和大于103 nm3的较大纳米孔,两者的Vi在纺丝初期水洗牵伸工艺中分别为0.217和0.369,而在纺丝后期热稳定化处理后发生大幅度改变,分别为0.948与0.015.其原因并不是在高压蒸汽牵伸及热稳定处理中较小纳米孔含量的增加,而是较大纳米孔含量的大幅度减少.纳米孔形状研究表明,纺丝工艺中的多次牵伸处理均使纳米孔的长短轴比加大,而大于玻璃化温度的热处理均使纳米孔长短轴比收缩,并且对于较小纳米孔来说这种收缩更为显著.

关键词：聚丙烯腈基碳纤维原丝、纳米孔、纳米孔绝对数量、小角X射线散射

资助基金：国家重大科学仪器设备开发专项2012YQ24026407;高等学校仪器设备和优质资源共享系统批准号:CERS-1-3资助的课题.* Project supported by the Special Foundation of State Major Scientific Instrument and Equipment Development of ChinaGrant 2012YQ24026407;the China Education Resource SystemGrant CERS-1-3

在线出版日期：2015-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

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