液态丙烯腈低聚物修复聚丙烯腈基碳纤维微孔缺陷

柴晓燕 朱才镇 何传新 张广照 刘剑洪

引用本文: 柴晓燕, 朱才镇, 何传新, 张广照, 刘剑洪. 液态丙烯腈低聚物修复聚丙烯腈基碳纤维微孔缺陷[J]. 物理化学学报, 2014, 30(4): 753-760. doi: 10.3866/PKU.WHXB201401241 shu
Citation:  CHAI Xiao-Yan, ZHU Cai-Zhen, HE Chuan-Xin, ZHANG Guang-Zhao, LIU Jian-Hong. Modification of Microvoid Defects in Polyacrylonitrile-Based Carbon Fibers by a Liquid Oli mer of Acrylonitrile[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(4): 753-760. doi: 10.3866/PKU.WHXB201401241 shu

液态丙烯腈低聚物修复聚丙烯腈基碳纤维微孔缺陷

  • 基金项目:

    国家重点基础研究发展规划项目(973)(2011CB605603,2011CB605605) 

    国家自然科学基金(21304059)资助 

摘要:

提出一种全新的缺陷修复的方法,即将聚丙烯腈基(PAN)碳纤维T300 在液态丙烯腈低聚物(LAN)中浸渍后,再进行预氧化和碳化热处理,可以将T300 的拉伸强度提高25%. 应用二维小角X射线散射(SAXS)法可以计算出LAN修复缺陷前后T300微孔缺陷的长度(L)、横截面尺寸(lp)、取向角(Beq)、相对体积(Vrel)的变化,结果表明碳纤维的拉伸性能越好,微孔的长度、取向角、相对体积含量越小. T300 拉伸性能的提高是由于缺陷修复的结果. 应用BET比表面积法、扫描电子显微镜(SEM)表征LAN修复缺陷前后T300的比表面积以及表面形貌的变化,结果表明,T300在LAN中浸渍并经过预氧化和碳化热处理,比表面积变小,表面缺陷明显减少. 进一步验证LAN对碳纤维中的微孔缺陷具有修复作用. 应用X射线光电子能谱(XPS)法表征LAN修复前后T300表面化学成分的变化,结果表明,LAN修复后含氧官能团(C―OH,C=O,HO―C=O)显著增加,有利于增强碳纤维与树脂基体之间的相互作用,从而提高碳纤维的力学性能.

English

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  • 发布日期:  2014-03-31
  • 收稿日期:  2013-10-14
  • 网络出版日期:  2014-01-24
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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