pan初生纤维聚集态结构的形成机理及调控论文

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1、北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：叠塑：日期：坦堕：!：竣关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文

2、被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。j非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。庸签名：纽。日期：竺!兰￡：型孽师签名：—牛日期：学位论文数据集中图分类号TQ34学科分类号0805论文编号1001020130503密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京ff,T大学作者姓名朱镇学号2010000503获学位专业名称材料科学与工程获学位专业代码080205课题来源自然科学基金项目研究方向碳纤

3、维论文题目PAN初生纤维聚集态结构形成机理及调控关键词PAN初生纤维、聚集态结构、调控、缠结、极性论文答辩日期2013年5月22日。论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓各职称工作单位学科专长指导教师徐棵华教授北京ff,T大学碳材料评阅人1黄丽教授北京ff,T大学高分子化学评阅人2童元建尉教授北京ff,T大学碳材料评阅人3评阅人4笞懒会摘赵国探教授北京服装学院高分子材料答辩委员1宋怀河教授北京化工大学碳纤维及复合材料答辩委员2刘杰教授北京化工大学碳材料答辩委员3迟伟东教授北京化工大学碳材料：答辩委员4李常清铡教授北京ff,T大学碳材料注：一

4、．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它：二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。^三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(CB／T13745-9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要PAN初生纤维聚集态结构形成机理及调控聚丙烯腈基碳纤维的性能与其碳化前分子链取向度是密切相关的，而对PAN分子链取向的调整最早发生于原丝制备过程中的牵伸工艺。在预牵伸阶段，牵伸温度低于PAN的玻璃化转变温度，因此在预牵伸阶段发生牵伸取向的仅仅是分子链段排列无序，尚未形成准晶结构的部位。因而对初生纤维阶段聚集

5、态结构进行调控对于制备理想取向度的纤维具有重要意义。本文从影响PAN分子运动的内外因素入手，通过研究不同聚合物溶液组成，不同极性沉淀剂对PAN分子结晶行为的影响，得出影响PAN聚集态结构形成的因素和内在机理，并选用合适的手段来对PAN初生纤维聚集态结构进行调控。借用傅里叶红外、紫外、XRD以及流变仪等表征手段分别对分子间相互作用以及薄膜样品和纤维样品进行了晶态结构的表征，结果表明：1、在聚合物溶液所用溶剂不同时，极性大的溶剂中，分子间缠结程度较多，凝固得到的薄膜的结晶度较低；浓度高的聚合物溶液分子缠结较大，凝固得到的薄膜结晶度较小，均验证了分子链缠

6、结程度对大分子结晶的影响。提高温度，有利于分子链发生解缠结参与结晶过程，得到薄膜样品结晶度增大。2．剪切能够为分子链解缠结提供外加力场，有助于分子链的有序排列和堆砌，使初生纤维结晶度升高，剪切速率越大，凝固后得到的初生纤维结晶度越高，牵伸纤维全取向度越低。通过剪切作用调控初生纤维结晶度从而改变纤维取向度的手段是可行的。3．凝固相分离过程当中，沉淀剂的加入与氰基形成亲合作用。沉淀剂极性越大，与氰基之间形成的亲和作用越强，凝固所得的薄膜结晶度越低，说明沉淀剂与分子链上氰基之间的亲合作用是影响PAN聚集态结构形成的因素之一。4．氯化钠作为极性添加剂的加入

7、能够有效的减弱氰基与水分子形成的亲合作用，使分子链摆脱束缚参与到结晶过程中，从而最终提高初生纤维结晶度。经过牵伸后得到的一牵纤维全取向度随着初生纤维的结晶度的升高而降低，通过加入电解质来改沉淀剂与大分子之间的亲合作用来调控初生纤维结晶度是可行的。5．初生纤维结晶度越高，无定型区含量越少，牵伸发生取向的部分越少，整体取向度降低，因此通过改变初生纤维聚集态结构来调节纤维的取向是可行的。关键词：PAN初生纤维，聚集态结构，调控，缠结，极性；中图分类号：TQ342．31文献标识码：AABSTRACTTheregulationandtheformingmec

8、hanismofPANnascentfiberaccumulativestateThePerformanceofpolya