编号：CPJS02781
篇名：炭化气场压力对PAN基碳纤维聚集态结构和力学性能的关联性研究
作者：刘杰； 牛鹏飞； 薛岩； 梁节英；
关键词：聚丙烯腈； 气场压力； 微孔结构； 微晶结构； 碳纤维；
机构： 北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室；
摘要： 采用小角X射线散射(SAXS),广角X射线衍射(WAXD),气相色谱(GC),扫描电子显微镜(SEM)等表征手段,定量探讨了炭化气场压力对PAN基碳纤维聚集态结构及其力学性能的影响。结果表明:PAN基碳纤维密度及其晶区含量与炭化气场压力(P0)具有显著关联性,三者同步提升,趋势明显。SAXS和WAXD研究分析表明:气固相反应体系内的热量传递和释放对PAN基碳纤维微晶结构和微孔结构的形成影响显著,炭化气场微正压实现热量的有效传递的及时释放,有利于小晶粒的形成,并对孔隙的形成具有抑制作用。保持气场压力(P0)为30Pa,所得PAN基碳纤维的微孔尺寸(4.36nm)和微晶尺寸(1.34nm)最小,孔隙率(14.4%)最低,此时拉伸强度(3.96GPa)最高,较常压和高压条件下制备的PAN基碳纤维最高提升了15.8%。
