【纺织工程专业】【毕业设计+开题报告+文献综述】 静电纺丝法制聚丙烯腈基碳纤维

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1、（20届）毕业论文（设计）静电纺丝法制备聚丙烯腈基碳纤维36摘要：静电纺丝是制备超细纤维和纳米纤维的重要方法。无论对于天然还是合成聚合物，它都能适用，并可获得直径从几十纳米至几微米不等的纳米级纤维。碳纤维具有优异的物理和化学特性，在复合材料、电子器件、储氢等领域极具应用价值。本文以聚丙烯腈为原料，二甲基甲酰胺为溶剂，利用静电纺丝装置，采用静电纺丝的方法制备超细的聚丙烯晴基纤维膜，再经预氧化和碳化制得碳纤维。用数码相机图片研究静电纺丝法制备聚丙烯晴基纤维的影响因素，用扫描电子显微镜（SEM）观察纤维膜的形态

2、结构，单纤维电子强力仪等仪器测定纤维的力学性能，结果表明：纤维的直径随着电压的升高，收集距离的增大而变细，随着纺丝液浓度的增加而变粗。处理后聚丙烯晴碳纤维刚度变大，最大应力和断裂伸长呈下降的趋势，有利于作为高强度材料的复合材料。关键词：静电纺丝；聚丙烯腈基碳纤维；影响因素；力学性能36ThePreparationofpolyacrylonitrile-basedcarbonfibersbyelectrospinningAbstract：Electrospinningisanattractivemethod

3、ofproducingfibersfrombothnaturalandsyntheticpolymerwithdiametersrangingfromscoresofnanometerstoseveralmicrometers.Carbon fiberhasapotential applicationincomposite materials,electronic devices, hydrogenstorage andother areasduetoits excellentphysical andch

4、emicalproperties.Theultrafinepolyacrylonitrile-basedfibermembranewaspreparedbyelectrospinning,pre-oxidationandcarbonization. Thepolyacrylonitrilewasasrawmaterialandthedimethylformamidewasasthesolvent.Theeffectsonthepreparationofpolyacrylonitrile-basedfibe

5、rmembranebyelectrospinningwerestudiedusingdigitalcameraimages.Byusingscanningelectronmicroscopy(SEM)andsinglefiberstrengthtester,themorphologiesandmechanicalpropertiesoffibermembrane,werealsoresearched.Theresultsshowthatthediameterofthefiberdecreasewithth

6、ehigheroftheappliedvoltage,thelongerofthecollectiondistanceandtheloweroftheeletrospinningsolutionconcentration.Thestiffnessoftreatedpolyacrylonitrilecarbonfiberbecomeslarger,themaximumstressandelongationshowadownwardtrendandcanbeacandidateforhigh-strength

7、compositematerials.Keywords:Electrospinning; polyacrylonitrile-based carbonfiber; effects;mechanicalproperties36目录1绪论11.1PAN基碳纤维11.1.1PAN基碳纤维的生产和发展现状11.1.2碳纤维及其复合材料的应用21.2静电纺丝技术31.2.1静电纺丝41.2.1静电纺丝原理41.2.2静电纺丝的工艺参数51.2.3静电纺丝技术研究现状61.3课题的提出和主要研究内容62实验部分72.

8、1聚丙烯腈基纳米碳纤维的制备72.1.1实验仪器和试剂72.1.2静电纺丝法制备纳米碳纤维膜72.2聚丙烯腈基纳米碳纤维膜的细微结构测试及性能测试82.2.1扫描电子显微镜82.2.2力学性能测试83实验分析93.1静电纺丝法制备聚丙烯腈纤维影响因素分析93.1.1纺丝液浓度的影响93.1.2电压的影响93.1.3接收距离的影响103.2扫描电子显微镜分析113.3力学性能测试分析123.4本章小结134总结与展望144.1结