高分子化学与物理专业毕业论文 [论文] 静电纺丝法制备聚丙烯腈纤维及其预氧化的研究.doc

高分子化学与物理专业毕业论文 [精品论文] 静电纺丝法制备聚丙烯***纤维及其预氧化的研究
关键词：聚丙烯***纤维 静电纺丝法 预氧化 碳纳米纤维 抗拉强度
摘要：聚丙烯***（PAN）碳纤维因其具有高比强度、高比模量等诸多优异特性，已被广泛应用于航空航天工业中。随着对碳纤维制品不断的开发和应用，碳纤维必将成为一种可以形成庞大产业带的基础产品，从而使其具有不可替代性。如今制备碳纳米纤维的方法有多种，静电纺丝法是目前唯一能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法。随着静电纺丝法逐渐成熟，并逐步实现产业化，通过静电纺丝技术制备聚丙烯***碳纳米纤维具有极大的潜在应用价值。在静电纺制备碳纳米纤维的过程中，预氧化是承前（原丝）启后（碳纤维）的桥梁。通过改变预氧化参数得出最佳预氧化工艺条件，为制备高性能的碳纳米纤维提供理论基础，因此预氧化过程也是目前国内外学者科研的主要方向之一。 本文将聚丙烯***采用静电纺丝法制得纳米纤维，经过预氧化工艺制备了聚丙烯***预氧化纤维。以扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、热红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）、热失重（TG）等为主要表征手段，系统分析了聚丙烯***纳米纤维、预氧化纤维的表面形态和结构性能。 在静电纺丝过程中，研究了溶液浓度、溶剂类型、电压、接收距离等参数对纤维直径的的影响。通过正交实验对各因子的分析得出：以二***甲酰***（DMF）溶剂，在11wt％的浓度下，电压为25kV，距离为20cm可以制得纤维直径在80nm左右的聚丙烯***纳米纤维。在预氧化过程中，通过XRD分析结果证明了聚丙烯***链状分子随着温度升高逐渐演变成稳定的梯形结构，结晶度下降：力学性能研究表明，随着预氧化温度的升高，纤维的刚性逐渐增强，断裂伸长率先增大后减小，抗拉强度逐渐降低；元素分析以及热失重分析表明：预氧化纤维必须在270℃下恒温20min才可达到预氧化标准。