硫酸铵_氯化铵处理对粘胶纤维热裂解行为的影响

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1、第卷316第期高科技纤维与应用Vol.31No.6-22-2006年月12Hi-TechFiber&Application高科技纤维与应用Dec.2006第卷31硫酸铵氯化铵处理对粘胶纤维热裂解行为的影响/李辉，温月芳，杨永岗，刘朗，张寿春，范军亮（中国科学院山西煤炭化学研究所中科院炭材料重点实验室，太原030001）摘要:利用热重分析方法对硫酸铵氯化铵处理粘胶纤维的热裂解行为进行了研究，并求解出粘胶纤维热裂解反应的动/力学参数。结果表明，硫酸铵氯化铵处理粘胶纤维与传统的硫酸尿素处理粘胶纤维相比，其裂解反应的温度更低，收率//更大；硫

2、酸铵氯化铵催化体系的活性催化组分在一个宽温度范围内缓慢释放，对粘胶纤维裂解反应的催化效果更佳；粘/胶纤维经硫酸铵氯化铵催化剂处理后，反应级数由/1.1增大到3.2，反应活化能由237kJ/mol降低到94kJ/mol。采用此催化体系制备的粘胶碳纤维抗拉强度达到1.05GPa。关键词:粘胶纤维；碳纤维；热裂解；催化作用；动力学中图分类号:TQ341.1文献标识码:A文章编号:1007-9815200606-0022-05（）AStudyonthePyrolysisBehaviorofRayonFibersTreatedwith(NH4)

3、2SO4/HN4ClLIHui,WENYue-fang,YANGYong-gang,LIULang,ZHANGShou-chun,FANJun-liang(KeyLaboratoryofCarbonMaterials,InstituteofCoalChemistry,ChineseAcademyofSciences,Taiyuan030001China)Abstract:Thepyrolysisbehaviorofrayonfiberstreatedwith(NH4)2SO44/HNClwasinvestigatedbythermog

4、ravimetry(TG)analysisandthekineticsparameterswasobtainedbyTGandDTGcurves.Itwasfoundthatthepyrolysisproceededatalowertemperatureandhadabiggeryieldofcharwhenrayonfiberstreatedwith(NH444)2SO/HNClthanH2SO4/CO(NH)2.Theeffectivepartof(NH2)444SO2/HNClwasproducedatawiderangeoft

5、emperatureandinatemperedway,whichresultedinabettereffectofcatalyst.Aftertreatedwith(NH44)2SO/NH4Cl,theorderofthepyrolysisreactionofrayonfiberswasincreasedfrom1.1to3.2whileactivationenergywasdecreasedfrom237kJ/molto94kJ/mol.Usingthiscatalystsystem,therayonbasedcarbonfibe

6、rsshowedatensilestrengthof1.05GPa.Keywords:rayonfiber;carbonfiber;pyrolysis;catalysis;kinetics引言是硫酸和尿素所组成的混合体系，已经成功用于工业化生产，其中硫酸是催化剂的活性组分，尿粘胶纤维是制备碳纤维的3大原料体系之素只起缓和催化的作用。一，与聚丙烯腈基和沥青基碳纤维相比，粘胶基虽然利用无机铵盐作为粘胶纤维低温裂解催[4～5]碳纤维具有优良的耐烧蚀和隔热性能，是不可替化剂的研究在20世纪80年代就已开展，但采代性的重要战略物资。粘胶基碳纤维

7、还利用其柔用混合铵盐来处理粘胶纤维的报道还未曾见到。软、导电、孔结构发达等特点来作为电热、环保本实验采用硫酸铵和氯化铵混合物作为制备粘胶[1～3]及医用卫生材料，在民用市场占有一席之地。基碳纤维的催化剂，对比研究了硫酸铵氯化铵处/催化剂是制备粘胶基碳纤维的核心技术，催理与硫酸尿素处理对粘胶纤维热失重行为的影/化剂的主要作用是促进粘胶纤维在低温裂解阶段响，并利用粘胶纤维的热失重曲线求得了粘胶纤的脱水反应，抑制左旋葡萄糖的生成，提高碳收维低温裂解反应的反应级数和活化能，最后，利率。目前国内制备粘胶基碳纤维所采用的催化剂用硫酸铵氯化铵作为催

8、化剂制备出粘胶基碳纤/收稿日期:2006-11-04作者简介:1976李辉（-），男，人，博士研究生，研究方向为新型炭材料，电话()0351-7560941(电子信箱)lihui7677@hotmail.com；通讯作者