文档介绍：东华大学硕士论文聚丙烯腈基中空超细碳纤维的制备及形貌研究专业:材料加工工程姓名:胡坚导师:王燕萍副教授答辩日期:二零一零年一月学校代码:学号:
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\螂嬲,\彳丹旦东华大学学位论文原创性声明。’/月午日.:,,本人郑重声明:我恪守学术道德,崇尚严谨学风。所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写,我对所写的内容负责,并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:日期:,危’
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毒亟净学位论文作者签名:一一名日垒日期:州。年率日期:列口年虏不保密《东华大学学位论文版权使用授权书保密凇!D杲饷芎笫视帽景嫒ㄊ椤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。本学位论文属于指导教师签名:/≥瓯毪鼍%,
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聚丙烯腈基中空超细碳纤维的制备及形貌研究摘要在纤维工业的发展中,纤维超细化是一个重要发展方向。静电纺丝利用高分子溶液或熔体,在高压静电场条件下,制备亚微米或纳米纤维,成为制备超细纤维非常重要而可行的方法。静电纺丝制备的纤维或膜由于具有非常高的比表面积、孔隙率,非常小的纤维直径、孔隙尺寸,使其在医学修复、过滤、组织支架、药物给送系统、高性能电池、催化、传感器等方面具有巨大的应用前景。而同轴静电纺丝制备的中空超细碳纤维不仅具有气相生长碳纤维所具有的特性,而且在结构、性能和应用方面又与纳米碳管相似,具有更高的强度及模量、热稳定性、化学活性、导电性等特点,可望用在锂离子二次电池阳极材料、双电层电容器电极、高效吸附剂、结构增强材料等方面。本论文采用同轴静电纺丝技术,通过选取不同的电纺溶液和控制电纺参数制备出皮芯复合的超细纤维,再经过合适的浸泡、预氧化和碳化工艺,最终得到形貌规整的中空超细碳纤维。论文首先结合国外同轴静电纺丝技术,自行设计了同轴静电纺丝装置及其工艺流程,确定可行的制备纳米中空纤维的方法。测试了一系列所用溶液的粘度,导电率,表面张力等,探索适合同轴静电纺丝工艺的内液和外液。采用琋二甲基甲酰胺魅芗粒郾烯腈途垡蚁┻量┩橥分别作为外液和内液溶质,罄甏甍每
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、;通过同轴静电纺丝的方法制备了疨皮芯超细纤维。将疨皮芯超细纤维放入水中浸泡,除去静阕榉郑倬预氧化和碳化工艺制备出中空碳超细纤维。本论文对于同轴静电纺制各中空结构超细纤维最佳工艺的确定,主要从溶液性质、内外毛细管孔径、电压、接收距离、外液和内液的流速比进行了讨论。通过扫描电镜治觯致哿苏庑┎问电纺纤维形貌的影响,找到了最优工艺参数。当外液浓度为%,。去除芯层后,通过扫描电镜测试,可观察到结构规整的中空超细纤维。将结构规整的疨皮芯纤维毡通过浸泡处理去除螅再进行纤维的预氧化,研究了预氧化温度和升温速度对预氧化毡的结构和性能的影响,在预氧化速度为/ぱ趸露任℃时,得到的预氧化毡预氧化程度较完全。另外,本文以扫描电子显微镜系统的研究了聚丙烯腈超细纤维毡、预氧化毡和超细碳纤维毡的表面形态。通过红外光谱和湎衍射表征了静电纺丝、预氧化和碳化过程中,超细纤维化学组成和结晶形态的变化。关键词:聚丙烯腈,聚乙烯吡咯烷酮,同轴静电纺丝,中空超细碳纤维
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