聚丙烯腈纖維取向結(jié)構(gòu)在熱穩(wěn)定化過程中的演變規(guī)律主要受到分子鏈側(cè)氰基環(huán)化反應(yīng)的影響。發(fā)生在非晶區(qū)的環(huán)化反應(yīng)促進(jìn)體系內(nèi)應(yīng)力增加，能夠誘導(dǎo)晶區(qū)分子鏈進(jìn)一步取向重排，導(dǎo)致晶區(qū)取向度增大；相應(yīng)的，環(huán)化應(yīng)力還能誘導(dǎo)近晶區(qū)分子鏈段規(guī)整重排形成晶區(qū)，導(dǎo)致結(jié)晶度和晶粒尺寸小幅增大。時(shí)溫效應(yīng)對(duì)環(huán)化反應(yīng)影響顯著，導(dǎo)致不同時(shí)間溫度環(huán)化應(yīng)力誘導(dǎo)PAN纖維聚集態(tài)結(jié)構(gòu)變化存在差異：熱處理180℃時(shí)，環(huán)化反應(yīng)程度較低，環(huán)化應(yīng)力誘導(dǎo)結(jié)晶和晶區(qū)取向現(xiàn)象不明顯；200℃熱處理30min后，隨著環(huán)化反應(yīng)程度提高向現(xiàn)象逐漸顯現(xiàn)；220℃熱處理初期，劇烈的環(huán)化反應(yīng)使得應(yīng)力 誘導(dǎo)結(jié)晶和晶區(qū)取向現(xiàn)象更加明顯，影響PAN纖維結(jié)晶度、晶粒尺寸和晶區(qū)取向度短時(shí)間內(nèi)迅速增長(zhǎng)，但隨著熱處理時(shí)間延長(zhǎng)，晶區(qū)分子鏈逐漸參與環(huán)化反應(yīng)，原有晶態(tài)規(guī)整結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致 220℃熱處理 30min后，晶態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)逐漸減小；240℃熱處理時(shí)，纖維非晶區(qū)和晶區(qū)分子鏈短時(shí)間內(nèi)迅速參與環(huán)化反應(yīng)，結(jié)晶度、晶粒尺寸和晶區(qū)取向度均顯著降低。空氣氣氛熱穩(wěn)定化反應(yīng)中，由于環(huán)境介質(zhì)氧對(duì)環(huán)化反應(yīng)有催化作用，顯著縮短了環(huán)化反應(yīng)誘導(dǎo)期，導(dǎo)致PAN纖維晶態(tài)結(jié)構(gòu)和取向結(jié)構(gòu)演變特征溫度向低溫方向推移。PAN纖維取向結(jié)構(gòu)影響熱穩(wěn)定化反應(yīng)放熱行為，熱穩(wěn)定化反應(yīng)初期，纖維取向結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)有抑制作用，取向度較大的纖維，初始熱穩(wěn)定化反應(yīng)放熱量相對(duì)較低；隨熱處理溫度升高，取向分子鏈逐漸參與化學(xué)反應(yīng)，取向結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)的抑制作用不斷減弱；熱穩(wěn)定化反應(yīng)中后期，取向結(jié)構(gòu)越規(guī)整的纖維，熱穩(wěn)定化反應(yīng)放熱相對(duì)更加劇烈。

聚丙烯腈纖維比聚丙烯纖維具有許多優(yōu)點(diǎn),彈性模量及抗拉強(qiáng)度較高,耐光性極好,抗腐蝕性良好。聚丙烯腈纖維增強(qiáng)水泥混凝土的基本力學(xué)性能、早期抗裂性、抗彎韌性、單軸拉伸性能及抗疲勞性能等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。聚丙烯腈纖維混凝土的基本力學(xué)性能及抗彎韌性等性能,關(guān)于纖維對(duì)水泥混凝土早期抗裂及疲勞性能的影響。研究表明:聚丙烯腈纖維不僅能改善混凝土抗彎拉強(qiáng)度,而且可改善混凝土的抗彎韌性,它是混凝土理想的阻裂與增韌材料,是修建高等級(jí)水泥混凝土路面、橋梁面板、機(jī)場(chǎng)道面、堆石壩面板、抗震防爆等結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的新型建筑材料。

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