pan原丝干湿法纺丝原液可纺性及纺丝工艺与初生纤维结构性能关系的研究

《pan原丝干湿法纺丝原液可纺性及纺丝工艺与初生纤维结构性能关系的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、PAN原丝干湿法纺丝可纺性及纺丝工艺与初生纤维结构性能关系的研究摘要一＼、工!纤维由于具有很多优良的特性，而被广泛的应用于航空航天、建筑、交通运输和纺织等方面。制备碳纤维最理想的材料之一是聚丙烯腈原丝。目前，聚丙烯腈原丝质量已经成为阻碍我国碳纤维工业发展的重要因素之～，为提高国产碳纤维的性能，对制备较佳原丝的研究迫在眉睫。在聚丙烯腈原丝的成形方法中，干湿法成形由于同时具有干法纺丝和湿法纺丝的优点，近年来发展很快。本文就是着重研究聚丙烯腈原丝干湿法纺丝的成形过程。纺丝原液的配制及流变性能是影响纤维性能及纺丝工艺参数的重要因素。本文以高浓度PAN纺丝液为

2、对象，研究了温度、纺丝溶液浓度及剪切速率对纺丝液粘度的影响及纺丝原液的流变性能，在此基础上，讨论了纺丝液浓度的提高对改善纺丝工艺性的贡献了／深入研究了千湿法纺丝过程中的丝条断裂问题，澄清断裂发生的区域及临界条件；在一定的假设条件下联解连续方程、运动方程和流变状态方程，建立断裂区域的数学模型。利用计算机的强大数据处理和计算功能，建立一个针对PAN原丝纺丝过程的数值计算系统。该系统首先具备数据输入功能，可根据已建立的数学模型，对所输入的实验基本数据进行处理，同时具有结果输出功能，可给出主要量的理论计算结果，并根据理论计算结果对纺丝过程的稳定性做出预测。在

3、不同工艺条件下，用试验来验证理论计算结果，取得了很好的吻合效果。，@丝工艺参数的选定，直接影响纤维的性能。喷丝孔长径比的增加，有利于提高初生纤维的取向度和结晶度，增强纤维的力学性能。在～定范围内，喷头拉伸倍数的增加，提高了纤维的取向度和结晶度，对增强纤维力学性能有很大贡献。在一定范围内，凝固浴浓度的增加，有利于双扩散过程的充分进行，使纤维结构均匀、致密，提高结晶取向，增强了纤维的力学性能。同时，也在中型纺丝机上进行了尝试。作为一种新的尝试，利用计算机的图象处理能力，对纺丝全过程进行3D制图，并将纺丝全过程以三维动画的形式演示出来。同时，将不同原液浓度

4、下丝条的断裂及原液沿喷丝头漫流的情况也用三维动画演示出来，制图和演示结果有很j好的模拟效果：、4关键词PAN原丝、干湿法纺丝、数学模型、三维动画IISpinnabilityOfDry—WetSpinningPANPrecursorAndRelationshipBetweenSpinningTechnologyAndStructureAndPropertyOfAs—spanFiberAbstractBecauseofcarbonfiberhavingalotofoutstandingproperty,itwasusedinman3areasinclud

5、ingaerospace，construction，trifleandtextile．Polyacrylonitrilewasoneofmostidealprecursorsformakingcarbonfiber．Now,thequalityofpolyacrylonitrilc(PAN)precursorshasbeenoneofthemajorfactorstOhinderthedevelopmentof’carbonfiberindustryinchina．InordertOimprovethepropertiesofdomesticPANf

6、iberforCFprecursor,itisveryurgenttOstudyforbeRerprecursorsproductionInthemethodsofspinningPANfiber,dry·wetspinningcleverlycombinestheadvmatagesofdryspinningwiththatofwetspinning，SOitgetsafastdevelopmenliJlrecentyears．Thisdissertationjustfocusonthisformingprocessofdry—wetspinnin

7、gThepropertiesofPANfiberandtheparametersofspinningtechnologyareaffectedbythepreparingtechnologyandrheologicalpropertyofspinningsolutionBased0nthePANspinningsolutionwithhi曲concentration，theeffectsoi、temperature．concentrationandshearrateontheviscosityandtheologicalprope九yol’spinn

8、ingsolutionarestudied．Andthecontributionofincreasingco