噴絲剪切速率對(duì)PAN初生纖維結(jié)構(gòu)及其工藝性的影響.pdf

1、在PAN原絲制備工程實(shí)踐過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，濕法紡絲工藝過(guò)程中，提高紡絲速率后，纖維在牽伸過(guò)程中出現(xiàn)毛絲量增加的現(xiàn)象，毛絲現(xiàn)象會(huì)使得纖維品質(zhì)降低，甚至發(fā)生斷絲。對(duì)于處在相同的牽伸工藝以及牽伸環(huán)境下，這種可牽伸性的降低必然取決于進(jìn)入牽伸之前所形成的結(jié)構(gòu)來(lái)決定，即初生纖維結(jié)構(gòu)。初生纖維結(jié)構(gòu)是最終原絲結(jié)構(gòu)成型與演變的基礎(chǔ)，其重要意義在諸多文獻(xiàn)中已經(jīng)有論述。本文從“提速”這一實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，探究了剪切速率對(duì)擠出脹大效應(yīng)影響，建立了初生纖維表面溝槽表征

2、方法，研究了剪切速率在初生纖維成型過(guò)程中對(duì)初生纖維結(jié)構(gòu)的作用機(jī)理以及影響，以及對(duì)初生纖維結(jié)構(gòu)的調(diào)控，同時(shí)建立起初生纖維結(jié)構(gòu)和纖維可牽伸性之間的關(guān)聯(lián)性。運(yùn)用流變儀、微距相機(jī)、圖像分析軟件、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、XRD等測(cè)試分析手段分別對(duì)PAN/DMSO濃溶液體系擠出脹大效應(yīng)以及初生纖維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試表征，結(jié)果表明:
　　1、濕法紡絲過(guò)程中，PAN/DMSO紡絲液在擠出噴絲孔后會(huì)發(fā)生明顯的擠出脹大效應(yīng)，隨著剪切速率提高，擠出脹

3、大比值逐漸增大;紡絲液粘彈特性以及凝固條件會(huì)對(duì)擠出脹大比值造成影響，這種擠出脹大效應(yīng)的差異對(duì)初生纖維凝固成型過(guò)程存在重要影響。
　　2、碳纖維表面溝槽結(jié)構(gòu)形成于濕法紡絲凝固成纖過(guò)程中，紡絲液細(xì)流擠出脹大效應(yīng)和凝固效應(yīng)的共同作用下，紡絲液細(xì)流表層在短時(shí)間內(nèi)凝固破裂多次發(fā)生，形成溝槽結(jié)構(gòu)，隨著剪切速率增大，初生纖維表面溝槽密度增加;法向的擠出脹大會(huì)對(duì)纖維軸向凝固張力造成影響，剪切速率提高導(dǎo)致的力場(chǎng)變化以及對(duì)凝固時(shí)間的影響，共同影響初生