PAN取向分子熱松弛行為控制研究.pdf

1、聚丙烯腈(PAN)纖維是制備碳纖維的重要前驅體，其取向結構會影響至PAN基碳纖維的取向。PAN纖維的取向結構是在紡絲成型過程中受到拉伸作用所形成的。但紡絲過程中PAN纖維會形成受迫高彈形變，其中的取向分子在受熱條件下在熵彈回復力的作用下會出現物理收縮為代表的熱松弛行為，進而發(fā)生取向損失和一系列結構變化。因此，通過控制PAN取向分子的熱松弛行為，可以對PAN纖維的聚集態(tài)結構進行調控，有助于獲得優(yōu)良結構的PAN原絲和碳纖維。
　　本文

2、通過動態(tài)機械分析儀(DMA)，熱機械分析儀(TMA)等手段研究了PAN纖維的熱松弛行為，并通過PAN纖維高溫蠕變實驗來研究其高溫黏彈性。在此基礎上，本文創(chuàng)新性地利用PAN纖維高溫反應生成交聯結構的特性，與物理手段張力和溫度一道對取向分子的熱松弛行為進行控制。最后，控制熱松弛行為后的纖維聚集態(tài)結構，力學性能等進行表征，得到如下結論:
　　1、經研究表明，PAN取向分子的熱松弛行為就是紡絲過程中產生的高彈形變的回復過程，高彈形變越大，

3、纖維的內應力和尺寸收縮率就越大。高彈形變的回復過程主要與溫度和張力有關。纖維中可以回復的高彈形變一般在10％左右。PAN纖維高溫下的化學反應對纖維熱松弛行為有抑制作用。
　　2、PAN纖維在高溫下，普彈模量、高彈模量和本體黏度均隨溫度升高下降，但是化學反應的作用又使松弛時間出現了隨溫度下降再增大的趨勢。采用施加張力和提高溫度的方式處理纖維可以控制PAN取向分子的熱松弛行為。
　　3、在紡絲過程中提高熱處理溫度，促使PAN纖維