PAN纖維預氧結(jié)構(gòu)調(diào)控及其對高溫熱裂解重組行為的影響.pdf

1、聚丙烯腈(PAN)纖維預氧化處理過程中生成了復雜的預氧結(jié)構(gòu)，對后續(xù)纖維高溫熱裂解重組行為產(chǎn)生重大影響。PAN纖維預氧結(jié)構(gòu)不同導致其高溫熱裂解重組行為產(chǎn)生差異。
　　文中借助IR、XPS、NMR探索了PAN纖維環(huán)化結(jié)構(gòu)和含氧結(jié)構(gòu)演變，利用TG來研究預氧纖維高溫熱裂解行為，利用Raman來表征纖維熱裂解重組后內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。建立起預氧結(jié)構(gòu)與熱裂解重組行為之間的關(guān)聯(lián)性。結(jié)果表明:
　　1、惰性氣氛下熱失重過程分為1區(qū)(280℃-32

2、0℃)、2區(qū)(320℃-400℃)、3區(qū)(400℃-500℃)，1區(qū)失重為未環(huán)化的線性鏈段斷鏈，2區(qū)為分子間交聯(lián)形成的大分子環(huán)裂解，3區(qū)為主要是環(huán)化反應生成的吡啶環(huán)或未完善的環(huán)結(jié)構(gòu)裂解。氧元素進入提高了預氧纖維的分子間交聯(lián)程度，裂解逐步向高溫區(qū)靠近，最終只有一個裂解峰，從而提高了纖維的熱穩(wěn)定性。
　　2、預氧纖維二次熱處理纖維高溫結(jié)構(gòu)演變過程中，在一定溫度范圍內(nèi)(340℃)隨著二次熱處理溫度上升，預氧化后續(xù)反應占主導作用，使得纖維

3、具有更高的熱穩(wěn)定性。繼續(xù)在更高溫度熱處理的樣品，裂解反應增強使之占據(jù)主導作用，大量氣體揮發(fā)破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對此后的裂解有促進作用。
　　3、縱觀整個高溫熱處理過程，600℃之前的熱裂解行為不會影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)重組，有利于類石墨結(jié)構(gòu)的增長;600℃以后隨熱處理溫度升高，熱裂解使纖維內(nèi)部產(chǎn)生大量缺陷且不利于類石墨結(jié)構(gòu)生成，表現(xiàn)為拉曼G峰半高寬增加。
　　4、環(huán)化程度提高能夠增強纖維耐裂解能力;而氧含量提高則會加速裂解。將預氧纖維進行補