预氧化过程中聚丙烯腈纤维结构与性能的变化Changes in Structure and Properties of Polyacrylonitrile Fiber During Pre-Oxidation
王华,彭卫东,韩笑
WANG Hua,PENG Wei-dong,HAN Xiao
摘要(Abstract)：
综述了聚丙烯腈(PAN)纤维在预氧化过程中的反应机制,分析了预氧化过程中纤维颜色、元素含量、纤维结构、力学性能的变化以及金属离子对于预氧化的影响。结果表明:PAN原丝在预氧化过程中发生的环化、氧化、脱氢反应,在很大程度上受到预氧化温度、预氧化时间和施加在纤维上的张力的影响。
The reaction mechanism of polyacrylonitrile(PAN) fiber during pre-oxidation was reviewed.The changes of colour,elementary content,structure properties and metal ions during the pre-oxidation procession were analysed.It was shown that the oxidation,dehydrogenation,cyclization were affected by preoxidation temperature,pre-oxidation time and the strain on the fiber.
关键词(KeyWords)：
聚丙烯腈纤维;预氧化;反应机制;结构与性能
polyacrylonitrile fiber,pre-oxidation,reaction mechanism,structure and property
基金项目(Foundation):
作者(Author):
王华,彭卫东,韩笑
WANG Hua,PENG Wei-dong,HAN Xiao
DOI: 10.16090/j.cnki.hcxw.2013.12.012
参考文献(References)：
- [1]Kobets L P,Deev I S.Carbon fibers:structure and mechanical properties1[J].Composites Science and Technology,1997,57:1 571-1 572.
- [2]杨茂伟,王成国,王延相,等.聚丙烯腈原丝的预氧化过程研究[J].合成纤维工业,2005,28(6):5-8.
- [3]郭鹏宗.聚丙烯腈原丝预氧化过程中的氧扩散和结构变化[D].山东大学,2008:5-8.
- [4]于晓强,庄光山,丁洪太,等.聚丙烯腈基碳纤维预氧化过程中环构化机理[J].山东工业大学学报,1995,25(4):301-305.
- [5]肖建文,方静,孙立,等.PANF氧化反应机理综述[J].高科技纤维与应用,2004,29(1):37-40.
- [6]吕红红.PAN基碳纤维预氧化过程中的结构演变和动力学分析[D].北京化工大学,2010:4-5.
- [7]张旺玺,刘杰,吴刚.聚丙烯腈原丝的预氧化[J].合成技术及应用,2003,18(4):23-30.
- [8]何东新.聚丙烯腈纤维的预氧化工艺与物化行为研究[D].山东大学,2005:85-86.
- [9]Mitta J,Mathur R B,Bahl O,et al.Postspinning treatment of PAN fibers using succinicacid to produce high performance carbon fibers[J].Carbon,1998,36(78):893-897.
- [10]OGAWA H,SA ITO K.Oxidation behavior of polyacrylonitrile fibers evaluated by new stabilization index[J].Carbon,1995,33(6):783-788.
- [11]井敏,王成国,朱波,等.PAN原丝预氧化工艺与氧元素含量相关性研究[J].航空材料学报,2006,26(5):56-60.
- [12]刘焕章,王成国,王延相.聚丙烯腈纤维预氧化工艺条件对其结构和性能的影响[J].高科技纤维与应用,2006,31(1):31-35.
- [13]于美杰.聚丙烯腈纤维预氧化过程中的热行为与结构演变[D].山东大学,2007:54-55.
- [14]何东新.聚丙烯腈纤维的预氧化工艺与物化行为研究[D].山东大学,2005:87-89.
- [15]高锋,张祥志,郭智,等.STXM研究氧元素在PAN预氧化纤维截面上的分布[J].高分子学报,2011(8):903-907.
- [16]刘钟铃,靳玉伟,苏华,等.热氧化对PAN基碳纤维结构与性能的影响[J].北京化工大学学报,2010,37(3):78-82.
- [17]林凤崎.聚丙烯腈(PAN)纤维内孔洞结构的研究[D].北京化工大学,2006:56-58.
- [18]于美杰,王威强,王启芬,等.聚丙烯腈预氧丝皮芯结构的影响因素与防控措施[J].功能材料,2010,41(6):1 019-1 022.
- [19]莫高明,张新,童元建,等.不同纤度PAN纤维预氧化过程研究[J].北京化工大学学报,2008,35(6):35-40.
- [20]李常清,袁姗,刘晖,等.金属离子对PAN基碳纤维结构和性能的影响[J].北京化工大学学报,2009,36(1):40-43.
- [21]孪常清,徐翊桄,童元建,等.金属离子对聚丙烯腈纤维预氧化过程的影响[J].高科枝纤维与应用,2006,31(6):17-21.
- [22]J MITAL,R B MATHUR,O P BAHL.Post spinning modification of pan fibres-a review[J].Carbon,1997,36(12):1 713-1 722.
- [23]唐春红.聚丙烯腈原丝及预氧丝的结构与性能研究[D].北京化工大学,2004:52-54.
- [24]刘子铭,童元建,王琼丽,等.力场效应在聚丙烯腈分子热分解环化初期的作用[J].北京化工大学学报,2007,34(4):385-389.
- [25]贺福著.碳纤维及石墨纤维[M].北京:化学工业出版社,2010:169-170.
- [26]岳奇伟,吕永根,徐敏端,等.聚丙烯腈纤维预氧化工艺条件对孔隙结构的影响[J].合成纤维,2010,39(2):18-20.
- [27]龚勇明,徐梁华,刘淑金,等.PAN分子环化行为对纤维结构及性能的影响[J].北京化工大学学报,2004,31(6):44-46.
- [28]吕春祥,吴刚平,吕永根,等.聚丙烯腈原丝氧化工艺的研究[J].新型炭材料,2003,18(3):186-190.
- [29]徐强,徐梁华,安娜,等.PAN基碳纤维预氧丝的取向结构及力学性能表征[J].合成纤维工业,2006,29(5):4-6.