硫酸处理聚丙烯腈预氧化纤维的研究

作     者：江驰 王雪飞 刘仁虎 李德宏 杨建行 Jiang Chi;Wang Xuefei;Liu Renhu;Li Dehong;Yang Jianxing

作者机构：中国科学院宁波材料技术与工程研究所碳纤维制备技术国家工程实验室浙江宁波315201 中国科学技术大学纳米科学与技术学院江苏苏州215123 

出 版 物：《合成纤维工业》 (China Synthetic Fiber Industry)

年 卷 期：2015年第38卷第4期

页      面：8-11页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(2011CB605602) 

主　　题：聚丙烯腈纤维 预氧化纤维 皮芯结构 硫酸刻蚀 

摘      要：采用不同浓度的硫酸对聚丙烯腈(PAN)预氧化纤维进行处理。介绍了硫酸对PAN预氧化纤维的作用机理,探讨了硫酸浓度和处理时间对PAN预氧化纤维结构和质量的影响。通过扫描电镜(SEM)观察并定量评价纤维皮芯结构。借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)手段对硫酸处理的PAN预氧化纤维的化学组成和晶体结构进行表征。结果表明:PAN预氧化纤维经过不同浓度硫酸处理后,通过SEM能够观察到预氧化纤维的皮芯结构,经98%硫酸处理2 min后出现孔洞,在10 min后芯部比例为10.9%,趋于稳定;在硫酸处理过程中,纤维中氰基发生水解,环化结构(C=C/C=N)特征吸收峰因化学环境的改变而红移;PAN微晶结构受到硫酸破坏,预氧化纤维环化结构仍然保存。