文档介绍：东华大学
硕士学位论文
Ts的Lyocell纤维为前驱体的碳纤维工艺及结构性能的
研究
姓名:杜赞格
申请学位级别:硕士
专业:物质智能系统工程
指导教师:陈惠芳
2012-01-05
以添加的宋G扒宓奶枷宋ひ占结构性艿难芯摘要向度和结晶度高,纤度可控等优点,其性能符合优质碳纤维用原丝的宋哂斜砻婀饣残谓孛妫ば窘峁咕龋慷取⑷要求,已广泛用于制备纤维素基碳纤维。众所周知,原丝和碳纤维的力学性能,尤其是强度,可以通过引入合适的添加剂来提高。碳纳米管具有较高的杨氏模量、硬度、柔韧性和导电性,特别是具有较大的长径比,可将其用于改性宋蕴岣咴康牧ρ阅埽钪栈得高强度纤维索基碳纤维。制备碳纤维之前,纤维素纤维必须经过催化剂处理,抑制热解过程中左旋葡萄柳纳桑蕴岣咛嫉寐省1疚的主要日的是以添加腖纤维为基础,讨论最适合它的催化剂体系,分析其在热处理和碳化过程中的结构和性能变化,并与相同条件下制得的枷宋斜冉希っ饕愿酶春舷宋G扒制备高强度纤维素基碳纤维的可行性。本沦文介绍了粘胶纤维、宋认宋叵宋捌涮枷宋研究状况,对纤维素纤维在制备碳纤维过程一峁埂ⅰB侥芎蚃归物的变化进行了说明,并探讨了影响纤维素基碳纤维收率和性能的因素。前先,明确了催化剂在纤维素基碳纤维制备过程中的重要作用。以添加碳纳米管的宋G扒澹∪『!⒘椎幕衔镂4
化剂一浓度为サ牧姿幔蛩篘:混合溶液,片渲票傅奶化剂,成功制符了碳纳米管增强的新型纤维素基碳纤维。通过、元素分析、力学’陆能等测试方法对催化剂的种类、浓度和是否超声处理等催化条件进行了评价,获得了最适合疌复合纤维的催纤维的拉伸强度为4呋砗驦/春舷宋娜冉反府级数从黾拥.,反应活化能从/档臀其次,通过、.、元素分析、和力学性能等测试方法,研究了疌复合纤维在热处理和碳化过程中结构和·陀能的转变,并分析了催化剂的催化机理。结果表明,催化处理后,纤维的热分解温度降低,残留质量提高,裂解产物中二氧化碳比重增大,左旋葡萄糖的含量明显降低。随着低温热处理及碳化的进行,,并:幌諧、纳焖跽穸辗濉T诖斯讨校维的结晶度和拉仲强度先降低后升高,媸保直鸫锏絣最后,通过上述测试方法及訪/春舷宋縧纤维及,晏枷宋母飨睢M幽芙小Ф员刃蝔究。结果表明,疌复合纤维的热稳定性低于宋涮己俊⒔品度、托仲强度都高于宋襆/枷宋奶己量、结晶度和拉仲强度分别比枷宋岣吡嗽.%、.%和。两种原丝及其碳纤维都具有较光洁的表面和类似和/
圆形截面,没有明显的孔洞和缺陷。关键词疌复合纤维、催化剂、热处理、碳化
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院够日期:弦『洱拢痮日学位论文作者签名:井乞链棵东华大学学位论文版权使用授权书保密口,在——年解密后适用奉版权书。日期:加一年/月,’学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于不保密留。指导教师签名:
第一章绪论弟一早佟匕引言纤维素纤维及其碳纤维的研究状况碳纤维刁蔷哓甑汉搿⒏吣5挠乓欤疛阅埽剐兆;帕夹阅堋H纾旱氧化处理、碳化处删及石黑化等艺制成。聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶纤维、三阩,駆F鋞辰呵教枷宋琁岗暾Рひ崭丛樱蓟章实停杀疽坏旱龋经被用于制备碳纤维的研究。并且随着碳纳米管的发展,用其增强宋而制徭新孤纤维素基碳纤维的研究也越来越受到研究者的关注。M训溺眉壑怠R韵宋魑7籭料的剑簍㈨“泛用一哼罅稀⒄ㄒ⒌:及科研器材非晶区结构和氯键,因而对溶剂的可及度低,难溶于普通有机溶剂,并且由于传统的制备工艺污染环境太严重,因此寻求合适的溶剂成为纤维素研究者亟待解决胺疍芗撂逑怠⒙然甲基乙酰胺疍溶剂体系、二甲基亚砜/【一然/逑怠保蚯桧襀密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性高、非磁体但有电磁屏蔽性等,如今碳纤维及其复合材料已广泛应用于宇宙飞船、人造卫星、航天飞机、导弹、航空以及体育娱乐、休闲用品、医疗卫生年【盒〗ㄖ攘煊颉W魑R恢指呒际跸宋枷宋纳汉陀Υńǘ哉龉的幽防事、乃至胠心经济产生举足轻重的影响。碳纤维是山含碳最较高,在热处理过程巾不熔融的人造化学纤维,经热稳定聚吮、↗女多⑹‘蕾小、纯度高、断裂长大、碱仓腻含量低等优势,在军事领域高技术产品