聚丙烯腈基碳纤维有机-无机转变过程中结构演化  

Structural Evolution of Polyacrylonitrile Fiber During the Organic-Inorganic Transformation for the Preparation of Carbon Fiber

作　　者：朱才镇[1,2] 余晓兰[2] 刘小芳[2] 李书乡 赵宁[2] 徐坚[2,3] 

机构地区：[1]深圳市功能高分子重点实验室深圳大学化学与化工学院,广东深圳518060 [2]中国科学院化学研究所,北京100190 [3]威海拓展纤维有限公司,山东威海264202

出　　处：《高分子材料科学与工程》2014年第2期62-66,共5页Polymer Materials Science & Engineering

基　　金：国家自然科学基金资助项目(21304059);国家973项目(2011CB605604);山东泰山学者计划;深圳大学基础研究项目(Grant No.201204);深圳市基础研究(JCYJ20120614085820810)

摘　　要：利用扫描电镜、元素分析、红外光谱、拉曼光谱等现代测试手段对聚丙烯腈（PAN）原丝及其在预氧化、碳化过程中的微观结构进行分析,探讨了纤维形貌、元素含量及有机基团等在不同热处理阶段的演变情况。研究结果表明：253 ℃开始出现比较明显的拉曼特征谱线,在有机-无机转变过程中碳元素的含量在60%-70%之间波动,完成转变后碳元素含量大幅增加,达到95%以上;随着热处理的进行,纤维直径逐渐减小,在780℃前减小较少,温度超过780 ℃后纤维直径大幅减小。这些结果进一步加深了对PAN纤维在预氧化、碳化过程中结构变化的理解。Structural evolution of PAN fibers during pre-oxidation and carbonization was studied with scanning electron microscope, Fourier transform infrared and Raman spectroscopy. The results show that： the characteristic Raman peak appears at 253 ℃; the content of the carbon ranges from 60% to 70% during the organic-inorganic transition and finally rises up to 95% after the transition; fiber radius decreases gradually below 780 ℃ but rapidly after 780 ℃ as the temperature increases. The results can further deeper the understanding of PAN-based carbon fiber fabrication.

关 键 词：聚丙烯腈 碳纤维 结构转变 

分 类 号：TQ342.31[化学工程—化纤工业]