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沥青增塑熔纺聚丙烯腈基碳纤维前驱体纤维的制备与性能

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为了降低聚丙烯腈(PAN)的熔点和提升熔纺PAN纤维的性能,本文以各向同性萘沥青(INP)和煤焦油沥青(ICP)作为增塑剂,比较了二者对85:14:1摩尔比的聚(丙烯腈-丙烯酸甲酯-4-丙烯酰氧基二苯甲酮)三元共聚物(P(AN-MA-ABP))的增塑效果.优选1wt％的INP与P(AN-MA-ABP)充分混合、熔融纺丝、牵伸制备了1wt％INP/P(AN-MA-ABP)共聚物纤维,并研究了紫外(UV)辐照时间对1wt％INP/P(AN-MA-ABP)共聚物纤维的影响.结果表明:相比于稠环结构的ICP,长链含硫杂环结构的INP具有良好的增塑效果.制备的1wt％INP/P(AN-MA-ABP)共聚物纤维直径约52µm,拉伸强度约250 MPa,表面光滑,结构致密.UV辐照时间从0 min增加到60 min,纤维表面氧含量由17.3％提高到26.0％.氮气条件下,环化起始温度由303.8℃降到292.4℃,环化峰值温度由318.0℃降到308.8℃.空气条件下,环化起始温度由299.9℃降到295.0℃,环化峰值温度由316.4℃降到312.6℃.UV辐照20 min,氮气条件下800℃时纤维的碳收率由41.0％提高到43.4％.UV辐照降低了1wt％INP/P(AN-MA-ABP)共聚物纤维的环化起始温度、峰值温度、焓值,提高了碳收率,有利于后续热处理.
Preparation and properties of pitch plasticized melt spinning polyacrylonitrile-based carbon fibers precursor

陈建永、韩娜、吴潮、孙志恒、吴宇通、孙忠顺、王乐军、张兴祥

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天津工业大学 材料科学与工程学院,省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,先进纤维与储能技术重点实验室,天津 300387

沥青 增塑 熔融纺丝 聚丙烯腈(PAN) 碳纤维 前驱体

18ZXJMTG00110TGF-21-A4

2022

10.13801/j.cnki.fhclxb.20211119.002

复合材料学报
北京航空航天大学 中国复合材料学会

复合材料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.933
ISSN：1000-3851
年,卷(期)：2022.39(10)
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