【聚丙烯腈纖維】我們永遠在品質(zhì)奮斗路上
將聚丙烯腈(PAN)原絲置于空氣中在180℃~265℃溫度范圍內(nèi)逐步預氧化,同時控制適當?shù)臓可毂?。利用廣角X射線衍射(XRD)、定量傅里葉紅外光譜(FR-IR)、差示掃描量熱分析(DSC)和熱失重分析(TG)手段考察了連續(xù)預氧化過程中纖維微晶結(jié)構(gòu)、化學反應(yīng)和熱性能的變化。結(jié)果表明:
(1)PAN纖維在空氣中外力場作用下進行氧化穩(wěn)定化,200℃之前環(huán)化反應(yīng)緩慢進行;在200℃~230℃溫度范圍內(nèi),環(huán)化度呈線性迅速提高,反應(yīng)加??;230℃之后,環(huán)化反應(yīng)減慢;
(2)預氧化反應(yīng)按序態(tài)進行,首先發(fā)生在無序的非晶區(qū),逐步向有序區(qū)演變;一旦有序區(qū)發(fā)生反應(yīng),則反應(yīng)劇烈;
(3)在210℃之前,微晶尺寸增大,符合應(yīng)力場結(jié)晶理論;210℃之后,晶粒尺寸迅速減小。
聚丙烯腈纖維是20世紀 50 年代末期發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)和功能材料,具有高比強度、高比模量、耐高溫和耐腐蝕等一系列優(yōu)異性能,廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍工以及民用工業(yè)領(lǐng)域中。
在聚丙烯腈基炭纖維的制造過程中,預氧化處理是關(guān)鍵步驟之一,其結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變在極大程度上決定著最終炭纖維的結(jié)構(gòu)和性能。在此過程,氰基產(chǎn)生熱環(huán)化作用,其間的強有力的靜電偶合作用被消弱,形成耐熱穩(wěn)定的梯型結(jié)構(gòu),梯型分子間通過氧原子相互交聯(lián),韌性和力學性能降低,為炭化過程中大石墨層片結(jié)構(gòu)的形成創(chuàng)造了有利的條件。由于預氧化過程是劇烈的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變時期,極易產(chǎn)生缺陷,會導致炭纖維力學性能的下降。因而,預氧化過程中的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和控制對控制炭纖維的結(jié)構(gòu)和性能極其重要。各國學者對PAN 纖維在預氧化過程中的結(jié)構(gòu)變化進行了大量的研究,但是由于預氧化過程本身的復雜性以及預氧化纖維表征的困難,常常導致得出不同甚至相反的結(jié)論。
圖 1和圖 2是原絲在空氣和氮氣中的DSC和TG 曲線。由圖 1 可見,由氮氣氣氛變?yōu)榭諝鈿夥諘r,氧化的起峰溫度和峰溫降低,放熱峰面積(即放熱量)增加,表明在空氣中氧化環(huán)化反應(yīng)較易進行。由圖 2可見,原絲在空氣中的起始熱失重溫度低于氮氣中的起始熱失重溫度,表明原絲在空氣中開始氧化時反應(yīng)活化能低,易于反應(yīng),從而釋放分解產(chǎn)物。但是,在350℃范圍內(nèi),在空氣氣氛中纖維熱失重小于氮氣中的熱失重,表明了在空氣氣氛中深度氧化環(huán)化時,纖維形成了耐熱的梯型結(jié)構(gòu),使得纖維熱穩(wěn)定性較高,而難于發(fā)生導致大量失重的裂解反應(yīng)。同時由圖1還看出,在空氣氣氛中大約在時,出現(xiàn)了一寬散的峰,而氮氣氣氛中卻沒有。這是由于氧化交聯(lián)反應(yīng)而引起的放熱峰。
圖3是不同預氧化程度纖維的DSC曲線。主要考察熱處理溫度對預氧化反應(yīng)的影響。由圖可見,除173℃處理的纖維外,其他纖維的放熱峰的峰面積隨熱處理溫度的提高逐漸減小,即纖維的放熱總量在逐漸降低,表明隨著預氧化溫度的升高,環(huán)化程度提高,預氧絲中的氰基含量減少,反應(yīng)熱降低。到215℃時,預氧絲的DSC峰面積明顯減小,即放熱量顯著減少,表明纖維已發(fā)生了明顯的預氧化環(huán)化反應(yīng)。對原絲和 165℃熱處理纖維,在熱分析溫度升到260℃左右,存在一個很小的放熱峰,這可能是由于 PAN纖維中酸性(羧基)共聚組分引發(fā)環(huán)化造成。從 245℃和255℃熱處理纖維的DSC曲線還可看出,在較低溫度時,還存在一個較小的吸熱峰,這可能是由于熱分析儀在剛開始升溫時氣流不穩(wěn)定引起的。
聚丙烯腈纖維是一種抗裂強度高,分散效果好,混凝土摻量為每立方米0.5-1.0kg。應(yīng)用領(lǐng)域有:橋梁工程、道路工程、水利港口工程、建筑工程、隧道地鐵工程、機場工程等等。
如果你對高性價比的聚丙烯腈纖維產(chǎn)品感興趣,您可以拿起手中的電話輕松一按 400-9979-869,王經(jīng)理15337259088 ,優(yōu)質(zhì)服務(wù)就在身邊。
最新產(chǎn)品
同類文章排行
- 玄武巖纖維它憑什么能成為城市贏家?
- 混凝土抗凍這件事!還真不要小看山東聚丙烯纖維的作用!
- 鋼纖維混凝土摻量配合比知多少?
- 如何防止混凝土開裂?混凝土抗裂纖維可以助你一臂之力!
- 混凝土又裂開了原因是什么?聚丙烯混凝土抗裂纖維很重要噢!
- 抗裂纖維排名,聚丙烯纖維效果就是明顯
- 混凝土改性加聚丙烯纖維是一種重要的解決途徑!
- 防爆纖維熔點是多少?
- 摻加了防爆纖維的澆注料價值倍增!
- 幾句話讓你秒懂普通混凝土為什么要添加短切聚丙烯纖維!