粘胶基碳纤维原丝结构对碳丝性质的影响—原丝形态结构的影响

作者:王依民;杨序纲 刊名:中国纺织大学学报 上传者:段晓晖

【摘要】用电镜,纤维热机构仪,X光仪对不同来源的粘胶基碳纤维原丝及其碳丝进行了观察和分析。结果表明,原丝形态对所得碳纤维有很大的影响,特别是原丝开矿结构的均匀性,如微孔,微裂缝等对碳纤维质量有很大的直接影响。

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2一一3 l ,/ f 中 国 纺 织 大 学 学 报 JOURNAL OF CHINA TEXTILE L~qIVERSm 厂跌 己.7怛 第 22卷第 6期 (1 996) Vo1.22 No.6 (1996) 粘胶基碳纤维原丝结构对碳丝性质的影响 — — 原丝形态结构的影响 乙/ 王依 民 杨序纲 陈惠芳 (材 料学 院1 提要 用电镜、纤堆热机械仪、X光仪对不同来源的粘胶基碳纤堆原壁及其碳兰进行 了观辜和分 析.站果表明,原丝形 态对 所得瑗 纤堆有很太的影响.特剐是原丝形态结构的均 匀性 一如徽孔、 徽裂连等对碳纤堆质量有很 走的直接影响. 关键词: ’堡兰·苎_苎 ·兰 中图分类号:TQ341.1,TQ342.742 0 前 言 诰构, 玻矸 由于碳纤维的很多优异性能以及碳纤维生产成本的不断下降,在航天航空、汽车、造 船、化 工机 械,医疗 、体育等领域获得了极大 的开发和发展. 其中粘胶基碳纤维是由美国联合碳化物公司最早在世界上进行工业化生产的碳纤维。由 于它特别适宜于作耐烧蚀材料,在一些特殊领域拥有其他纤维所无法取代的地位。 碳纤 维质量关键之 一决定 于原丝质量 “ ,对原丝结 构和性能的研究 以及对 碳丝影响的 研究就变得十分重 要. 1 实 验 I.1原料 湖北化纤总公司生产的二批不 同原丝(1)、(2);俄罗斯化纤生产联合体生产的原丝(3)。 1.2碳纤维制备 不同试样在本学院自制预氧化线试验线上进行水洗、酸洗、浸渍、催化剂和 5道不同温 度氧化工序处理 ,再在碳化试验线上经过低 温(800~)和高温(1300℃)碳化处理后得碳丝. 1.3测试 1 3 1 热 力学性能测定 收稿 日期:1995-10-16 — 32— 维普资讯 http://www.cqvip.com http://www.cqvip.com/ 使用一 台 TEXTECHNO力学试 验仪进行柬丝拉伸性能测定。每种纤维至少测定 20根, 取其平均值 。样品热机械性能用 自制纤维热力学性能测定仪测定.测试结果如表 1所示. 表 1 三种 不同原丝样品 的物理 指标 比较 Table 1 M echanical properties ofthree sam ples 1.3 2材料的结晶性能测定 使用 Rigaku D 一 r/B X 光衍射 仪测 定.管流 40A,管压 40kV,Ni滤波.粉末 样 品,6。~36。2日扫描以测定样品结晶度和结晶尺寸。纤维样品作方位角扫描以测定结晶取 向度 。 1 3 3材料的表面形态研究 使用 H一800分析电镜,样品先作黄金薄层喷镀再作扫描显示观察. 2 结果和讨论 2.1样品材料的热 力学性能测定 图 1为三种不 同样 品的热机械性能曲线 。 39 2 l9 6 39 l9 圈 J 三种不同样品的纤维热机械性能曲线 Fig 1 Curves oftherm al mcci~anical㈣ ofthree f.am ples (a)国产原丝[1k[b】国产原丝(2);fc)俄罗斯原墼 \ 垂 臻 一 5 . O ⋯00 150 2OO 250 30{ 、 if. : U \ 删 圈2国产原丝(1)的热收缩曲线 Fig.2 Thermal shnnkage cut-re of sample(1) 显 见在 低温 区 , 国产原 丝(1)的 大分子 序态太低,无定形 区变形也很 大,反映在样 品收缩应力很大;而原丝(2)则较小;俄罗 斯原 丝(3)的 收缩应 力最 小. 推测 下来俄 罗 斯原丝应该有最高的大分子序态。x 光

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