紡絲過程中PAN纖維分子凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、PAN纖維的性能直接決定了最終所得到碳纖維的性能，而往往PAN纖維的性能又是由原絲的結(jié)構(gòu)所決定的，也就是說要想獲得具備高性能的PAN纖維，就必須從結(jié)構(gòu)調(diào)控入手，不同的外場因素又將影響著結(jié)構(gòu)的調(diào)控。以往主要是對PAN纖維結(jié)構(gòu)的研究，對于紡絲過程各階段外場影響因素的研究較少，且關(guān)于PAN大分子構(gòu)象，以及構(gòu)象演變對聚集態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的影響研究更少。這些微觀結(jié)構(gòu)對最終的PAN原絲的結(jié)構(gòu)起到了至關(guān)重要的作用，所以研究PAN大分子構(gòu)象及其對聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的

2、影響在碳纖維研究領(lǐng)域具有十分重要的意義。
　　 本論文主要通過研究外場因素對紡絲過程中PAN纖維分子鏈構(gòu)象的影響，找到一種合適的表征構(gòu)象的方法，建立起構(gòu)象轉(zhuǎn)變模型，從而討論構(gòu)象演變對聚集態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的影響，最終探討紡絲過程中PAN纖維分子凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。本文主要以FTIR作為主要測試手段，研究紡絲過程中PAN大分子構(gòu)象演變特征，以及外場因素作用下不同紡絲階段的構(gòu)象轉(zhuǎn)變;以XRD作為聚集態(tài)結(jié)構(gòu)研究的主要手段，建立起PAN大分子構(gòu)象

3、演變與聚集態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變之間的聯(lián)系，并輔以DMA、變溫FTIR、變溫XRD等測試手段，全面地研究PAN纖維的分子鏈構(gòu)象及聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明:
　　 1.利用傅里葉紅外測試方法可以表征構(gòu)象統(tǒng)計(jì)量的多少，定義C=I1230/I1250，當(dāng)C值增大時(shí)，說明31螺旋鏈構(gòu)象統(tǒng)計(jì)量增加;反之，說明平面鋸齒構(gòu)象統(tǒng)計(jì)量增加;
　　 2.隨著紡絲過程的進(jìn)行，平面鋸齒構(gòu)象統(tǒng)計(jì)量增加;
　　 3.在凝固相分離過程，無論是凝固浴濃度增

4、加、凝固溫度升高還是凝固張力增加，均促使凝固速率減緩，31螺旋鏈構(gòu)象統(tǒng)計(jì)量增加，并促使(100)晶面間距增大，晶型幾乎不變，晶粒尺寸增大;
　　 4.在取向過程，PAN纖維大分子構(gòu)象均隨著張力場的增加，平面鋸齒構(gòu)象統(tǒng)計(jì)量增加，并促使(100)晶面間距減小，晶型幾乎不變，晶粒尺寸增大，取向度增大;
　　 5.纖維無論在制備熱場下或者環(huán)境熱場下，均隨著環(huán)境溫度場的升高，31螺旋鏈構(gòu)象統(tǒng)計(jì)量增加，使得(100)晶面間距增大，晶