高性能碳纖維PAN原絲微結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、本論文從合成不同立構(gòu)規(guī)整度的聚丙烯腈入手，進而得到了更高分辨率的核磁共振譜圖，得以對PAN七單元組的立構(gòu)規(guī)整度進行了重新歸屬，討論并糾正了以往文獻報道中的不合理部分。通過使用固體高分辨<'13>C核磁共振譜測試，對PAN的熱降解和穩(wěn)定化過程的重要影響因素進行了探討。 首先，采用自由基溶液聚合和晶道聚合方法制備了無規(guī)PAN和部分全同PAN樣品，通過調(diào)整溶液濃度和測試溫度及<'13>C NMR實驗參數(shù)獲得了更高分辨率的無規(guī)PAN和部

2、分全同PAN樣品的<'13>C核磁共振譜。伯努利統(tǒng)計模型、一級馬爾科夫和二級馬爾科夫統(tǒng)計模型分別被用于定量計算無規(guī)PAN和部分全同PAN樣品的五單元組和七單元組的立構(gòu)分布。通過計算不同立構(gòu)規(guī)整度樣品的“全同單元段”和“間同單元段”平均長度，從另一方面證實了上述的七單元組歸屬的正確性。指出了以往對此歸屬的不恰當(dāng)性，討論并證明了本歸屬的正確性。 其次，將上述無規(guī)PAN和部分全同PAN(mm％=58％)兩種樣品分別在氮氣和空氣兩種氣氛

3、下熱處理(200～600℃)，并用固體<'13>C核磁共振方法動態(tài)跟蹤監(jiān)測熱處理的過程。探討了PAN立構(gòu)規(guī)整性、惰性氣氛與氧化性氣氛和處理溫度對熱降解和穩(wěn)定化過程的綜合影響。發(fā)現(xiàn)高立構(gòu)度的PAN樣品反應(yīng)的起始溫度較高但是反應(yīng)速率也較快，惰性氣氛可以使反應(yīng)在較低的溫度開始并緩慢進行，氧化性氣氛將提高反應(yīng)開始的溫度并可使反應(yīng)加速。這些規(guī)律均對工藝條件的摸索與改進提供了重要的理論指導(dǎo)。 最后，研究了聚(丙烯腈-co-丙烯酸甲酯)共聚物