原丝浸渍硼酸对炭纤维结构与性能的影响

作者：徐敏端; 吕永根; 郝宇晨; 肖浩; 宋燕

来源：高分子材料科学与工程, 2012, (03): 79-82.

DOI：10.16865/j.cnki.1000-7555.2012.03.021

• 聚丙烯腈纤维
• 硼
• 原丝
• 改性
• 性能 PAN of fiber
• boric acid
• precursor
• modification
• performance

聚丙烯腈原丝(3K,1.1dtex)用硼酸进行浸渍,再分别进行间歇式预氧化和炭化。借助元素分析、X射线衍射、红外分析和扫描电镜等表征手段和力学性能测试,研究了硼酸浸渍对原丝结构、预氧化炭化过程及炭纤维结构与性能的影响。结果表明,硼能进入到原丝的内部,但只是物理吸附,在浸渍过程中不改变原丝结构,在预氧化过程,硼钝化了纤维的环化、氧化反应,起始温度推迟2.5℃。在炭化过程中,硼促进了纤维结构的有序化和完善,炭纤维的强度和模量都得到了提高。硼质量分数为1.376×10-4,张力为108 g时,炭纤维抗拉强度为2544 MPa,较同等条件未渗硼的提高约90%。

• 单位
  中国科学院山西煤炭化学研究所; 材料科学与工程学院; 纤维材料改性国家重点实验室; 东华大学