黄麻纤维基炭纤维的制备.pdf

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1、第28卷第6期新型炭材料V01．28No．62013年12月NE1WCARBONMA1ERIALSDec．20l3文章编号：1007—8827(2013)06-0448-06黄麻纤维基炭纤维的制备武恒r，范尚武，袁晓雯，成来飞，邓娟丽，(1．西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西西安710072；2．西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室，陕西西安710072，3．新加坡科技局，新加坡)摘要：黄麻纤维经预氧化和炭化后制备出低成本炭纤维。采用差示扫描量热仪(DSC)研究黄麻纤维在空气和氩气中的热行为。采用傅立叶变换红外光谱仪(VnR)、元素分析仪、x射线衍射仪(X

2、RD)研究预氧化过程中黄麻纤维的化学结构和晶体结构，采用扫描电子显微镜(SEM)研究黄麻纤维的形貌变化。最佳的预氧化温度范围为250～340~C。在250℃黄麻纤维发生显著的氧化反应，C=O官能团强度也达到最大值。同时，纤维素晶态结构消失并出现一新的环化结构。随着温度由250℃升高到340℃，C=O官能团强度逐渐减弱而环化结构逐步发展。黄麻纤维基碳纤维(JBCFs)的拉伸强度与环化结构的特征峰值成正比，与C-O官能团强度无关。黄麻纤维基碳纤维(JBCFs)的最大拉伸强度达到(zoo．4~41．0)MPa。关键词：黄麻；炭纤维；预氧化通讯作者：范尚武．E—mail：f

3、shwu@163．com；shangwu_fan@nwpu．edu．cn作者简介：武恒．E—mail：wuhlove@163．comFabricationofcarbonfibersfromjutefibersbypre．oxidationandcarbonizationwuHeng，，FANShang．wu'，YUANXiao—wen'。CHENLai—fei，DENGJuan-li，，(1．StateKeyLaboratoryofSolidificationProcessing，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an7

4、10072，China；2．ScienceandTechnologyonThermostructuralCompositeMaterialsLaboratory，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China3．AgencyforScience，TechnologyandResearch，SingaporeInstituteofManufacturingTechnology，Singapore)Abstract：Low—costjute—basedcarbonfiberswerefabricatedbypr

5、e—oxidationandcarbonization．Thechemical，morphologicalandcrystalstructureofthejutefibersduringpre—oxidationwereinvestigatedbyFouriertransforminfraredspectroscopy，differentialscanningcalorimetry，elementalanalysis，X—raydiffractionandscanningelectronmicroscopy．Resultsshowthattheoptimumpre—

6、oxidationtemperaturerangeisfrom250to340℃．Ac250℃，significantoxidationoccurs，theamountofC一0functionalgroupsreachesamaximum，thetypicalceUulosecrystalsmtcturedisappearsandanewaromaticstructureappears．TheC=Ofunctionalgroupsaregraduailylostwhileanaromaticstructuresteadilydevelopswithafurther

7、increaseoftemperaturefrom250to340℃．Thetensilestrengthofthejute—basedcarbonfibersincreaseswithincreasingamountofthearomaticstructureduringpre—oxidation，ratherthanthatofC==0groups．Thehighesttensilestrengthofthecarbonfibersis(200．4_+41．0)MPa．Keywords：Jute：Carbonfibers：Pre—oxidationCLCnu