静电纺丝法制备聚丙烯腈纤维及其预氧化的研讨

发表日期：2017-12-08 点击次数: 1010

本文将聚丙烯腈选用静电纺丝法制得纳米纤维，通过预氧化工艺制备了聚丙烯腈预氧化纤维。以扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、热红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）、热失重（TG）等为首要表征手法，系统剖析了聚丙烯腈纳米纤维、预氧化纤维的外表形状和结构功能。在静电纺丝进程中，研讨了溶液浓度、溶剂类型、电压、接收距离等参数对纤维直径的的影响。

通过正交试验对各因子的剖析得出：以二甲基甲酰胺（DMF）溶剂，在11wt％的浓度下，电压为25kV，距离为20cm能够制得纤维直径在80nm左右的聚丙烯腈纳米纤维。在预氧化进程中，通过XRD剖析结果证明了聚丙烯腈链状分子跟着温度升高逐步演变成安稳的梯形结构，结晶度下降：力学功能研讨标明，跟着预氧化温度的升高，纤维的刚性逐步增强，开裂伸长首先增大后减小，抗拉强度逐步降低；元素剖析以及热失重剖析标明：预氧化纤维必须在270℃下恒温20min才可到达预氧化规范。

聚丙烯腈（PAN）碳纤维因其具有高比强度、高比模量等许多优异特性，已被广泛使用于航空航天工业中。跟着对碳纤维制品不断的开发和使用，碳纤维必将成为一种能够构成巨大产业带的根底产品，然后使其具有不行代替性。现在制备碳纳米纤维的办法有多种，静电纺丝法是现在仅有能够直接、接连制备聚合物纳米纤维的办法。跟着静电纺丝法逐步老练，并逐步完成产业化，通过静电纺丝技能制备聚丙烯腈碳纳米纤维具有极大的潜在使用价值。在静电纺制备碳纳米纤维的进程中，预氧化是承前（原丝）启后（碳纤维）的桥梁。通过改动预氧化参数得出最佳预氧化工艺条件，为制备高功能的碳纳米纤维提供理论根底，因此预氧化进程也是现在国内外学者科研的首要方向之一。