PAN纤维环构化结构形成对温度的依赖性研究  

Temperature Dependence of the Formation of PAN Fiber Cyclization Structures

作　　者：谢怀玉[1] 李常清[1] 杨策宇[1] 石鑫[1] 徐樑华[1] 

机构地区：[1]北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029

出　　处：《材料导报》2011年第12期23-26,共4页Materials Reports

基　　金：国家科技部973项目(2006CB605302;2006CB605303)

摘　　要：在氮气气氛、100－260℃条件下对PAN纤维进行热处理，通过红外吸收光谱（FTIR）和固体核磁（^13CNMR）研究PAN分子在热处理过程中化学结构的转化，推测其发生的化学反应。研究表明，PAN大分子中腈基（C≡N）反应活化能较低，C≡N可以在较低温度下优先发生环化反应，150℃时首先生成C—N官能团；温度高于170℃，CH2／CH上发生脱氢反应，生成C—C官能团，同时，此C=C结构与已生成的C—N转化为六元环上的－C=N-C=C-共轭结构；温度高于260℃，六元杂环中的共轭-C=C-C=N-结构不稳定，它在分子内发生了异构化反应，转化成更稳定的-GC=C-N-结构。The chemical structure of PAN fibers heat treated at 100-260℃ in nitrogen atmosphere was explored by infrared absorption spectrometry and solid-state !3C nuclear magnetic resonance imaging （13C-NMR）. It can be concluded that the C≡N bond in PAN molecules has a low activity energy prior to cyclize, and then transforms into a C=N bond at 150℃. Above 170℃, the C=N bond reacts with a C=C group resulted from CH2/CH-functional-group dehydrogenation. This reaction may contribute to the conjugate structure, -C= N-C= C-, which subsequently isomerizates to the more stable -C-C=C-N-structure at temperatures above 260℃.

关 键 词：PAN纤维 环化 脱氢 异构化 

分 类 号：TQ342.31[化学工程—化纤工业]