PAN预氧纤维致密结构：温度与时间的影响

"聚丙烯腈预氧纤维致密结构的温度时间效应 (2012年)" 这篇2012年的论文出自北京化工大学学报，由薛一萌等人撰写，探讨了聚丙烯腈（PAN）纤维在预氧化过程中致密结构的温度和时间影响。预氧化是制造高性能PAN基碳纤维的关键步骤，因为它为碳纤维的耐热结构形成奠定了基础。 在预氧化过程中，PAN纤维经历一系列化学反应，包括环化、交联芳构化等，这些反应会影响纤维的体密度、环化指数、环化度、氧含量和相对环化率。文章指出，PAN纤维的环化程度增加能够促进致密结构的形成，这对提高碳纤维的力学性能至关重要。温度效应体现在预氧纤维的交联芳构化反应中，高温能加速这一过程，生成更致密的交联环化结构。而时间效应则表现为纤维氧化能力的增强，随着时间的延长，会形成含有氧环的致密结构，即含氧环化梯形结构。 实验部分提到，使用国产PAN共聚纤维作为原料，通过连续式的预氧化处理来观察和分析纤维结构的变化。研究人员通过体密度这一物理参数来表征纤维的致密性，并结合其他预氧参数，全面分析了致密结构的形成和演变特性。 这项研究的意义在于揭示了预氧化过程中温度和时间对纤维微观结构的影响，这些发现对于优化碳纤维的生产工艺和提升其性能具有指导价值。预氧化条件的控制对于最终碳纤维的机械性能至关重要，因此，深入理解预氧化过程中的温度和时间效应对于碳纤维技术的进步具有深远意义。