残余溶剂DMSO对PAN纤维结构及热性能的影响 被引量：13

1

作者 李常清 徐梁华 +3 位作者 王晓玲 刘淑金 曹维宇 陈宏卓 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期89-91,共3页

在 PAN/ DMSO湿法纺丝体系中 ,改变水洗条件 ,得到含有不同 DMSO含量的聚丙烯腈原丝。通过光学显微镜、X射线衍射、DSC和 TG等分析测试手段 ,研究了残余溶剂二甲基亚砜 (DMSO)对 PAN纤维结构及热性能的影响。在纤维低温热处理过程中 ,... 在 PAN/ DMSO湿法纺丝体系中 ,改变水洗条件 ,得到含有不同 DMSO含量的聚丙烯腈原丝。通过光学显微镜、X射线衍射、DSC和 TG等分析测试手段 ,研究了残余溶剂二甲基亚砜 (DMSO)对 PAN纤维结构及热性能的影响。在纤维低温热处理过程中 ,原丝中痕量 DMSO的存在 ,可以改变纤维的截面形状、破坏纤维的晶态结构 。 展开更多

关键词 残余溶剂 DMSO pan纤维 结构 热性能 聚丙烯腈纤维

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化学改性对PAN原丝及预氧纤维结构性能的影响 被引量：8

2

作者 王延相 王成国 +1 位作者 张旺玺 蔡华 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期145-148,共4页

在各种温度和时间条件下 ,将本实验室纺的 PAN原丝进行连续化学改性处理 ,借助 IR光谱、DSC、TG、X射线衍射等分析方法 ,选出了最佳的改性温度和改性时间 ,并对化学改性的原丝、预氧丝的性能进行了初步探讨。得出结论 :化学改性能缩短... 在各种温度和时间条件下 ,将本实验室纺的 PAN原丝进行连续化学改性处理 ,借助 IR光谱、DSC、TG、X射线衍射等分析方法 ,选出了最佳的改性温度和改性时间 ,并对化学改性的原丝、预氧丝的性能进行了初步探讨。得出结论 :化学改性能缩短预氧环化时间 ,缓解纤维的放热和吸热 ,优质原丝应具有高纯度、高强度、高取向度性质。本课题希望通过对原丝进行化学改性的方法 。 展开更多

关键词 化学改性 pan原丝 预氧纤维 结构性能 影响 聚丙烯腈 原丝 改性 炭纤维

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PAN湿法纺丝工艺与纤维性能相关性研究 被引量：13

3

作者 杨茂伟 王成国 +3 位作者 王延相 王启芬 刘焕章 蔡相军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期156-158,共3页

用X射线衍射法研究了湿法纺丝过程中PAN纤维结晶结构的演变,通过测试纤维在成形过程中的沸水收缩率和强纤度的变化,并结合纤维的纺丝工艺,探究了纺丝工艺与纤维性能的相关性。结果发现,牵伸和脱除溶剂均可提高纤维的强度,牵伸可提高纤... 用X射线衍射法研究了湿法纺丝过程中PAN纤维结晶结构的演变,通过测试纤维在成形过程中的沸水收缩率和强纤度的变化,并结合纤维的纺丝工艺,探究了纺丝工艺与纤维性能的相关性。结果发现,牵伸和脱除溶剂均可提高纤维的强度,牵伸可提高纤维的取向度和结晶度,干燥致密化可使纤维的取向结构和结晶结构稳定。 展开更多

关键词 pan原丝 工艺 性能

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PAN基碳纤维制备过程中的组成演变 被引量：7

4

作者 童元建 王统帅 +1 位作者 王小谦 徐樑华 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期97-99,123,共4页

通过对聚丙烯腈(PAN)原丝到碳纤维制备过程各阶段纤维质量和组成的变化的分析,研究了预氧化过程、低温碳化过程和高温碳化过程C、N、H和O的演变规律,结果表明:预氧化过程中伴随着O的结合,纤维中部分N、C和H发生脱除,N和H的脱除量随着O... 通过对聚丙烯腈(PAN)原丝到碳纤维制备过程各阶段纤维质量和组成的变化的分析,研究了预氧化过程、低温碳化过程和高温碳化过程C、N、H和O的演变规律,结果表明:预氧化过程中伴随着O的结合,纤维中部分N、C和H发生脱除,N和H的脱除量随着O的增加量线性增加,其中1/4左右的H在此阶段脱除;低温碳化阶段是纤维大量脱除非碳成分的过程,N、H、O的脱除量占碳纤维制备过程总脱除量的50%左右,低温碳化也是C损失最大的一个阶段,占C总损失量的60%左右;高温碳化过程是纤维中N、H和O进一步脱除的过程,经过1250℃的高温碳化后,原来原丝中的N和H原子剩余量分别为13.7%和6.5%,O在此阶段几乎全部脱除,并且N和H的脱除量随高温碳化温度的提高而增加。通过对各阶段脱除原子数的相对含量的进一步分析,推测了预氧化过程PAN纤维的环化机理以及碳化阶段非碳成分的脱除形式。 展开更多

关键词 pan原丝 碳纤维 预氧化 碳化 组成演变

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PAN基碳纤维原丝的高锰酸钾改性(英文) 被引量：3

5

作者 刘水平 谭连江 +1 位作者 潘鼎 陈彦模 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期383-386,共4页

本文使用质量浓度为5%的高锰酸钾溶液对PAN基碳纤维原丝进行不同时间的改性,并利用不同的测试手段对经过改性的原丝进行了表征。相比未经改性的原丝,改性原丝具有较低的拉伸强度,在相当于预氧化(稳定化)温度范围的条件下释放的热量较少... 本文使用质量浓度为5%的高锰酸钾溶液对PAN基碳纤维原丝进行不同时间的改性,并利用不同的测试手段对经过改性的原丝进行了表征。相比未经改性的原丝,改性原丝具有较低的拉伸强度,在相当于预氧化(稳定化)温度范围的条件下释放的热量较少。这些实验结果表明,高锰酸钾溶液可以将高锰酸根离子引入PAN原丝内部,使其与丙烯腈单元发生反应,从而有利于纤维的氧化的环化反应。此外,本文还讨论了改性时间对原丝性能的影响。 展开更多

关键词 pan原丝 高锰酸钾 改性 氧化 环化

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碳纤维用PAN原丝超声波水洗新技术 被引量：4

6

作者 刘世昌 陈惠芳 潘鼎 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期46-47,共2页

为降低PAN原丝中的DMSO(二甲基亚砜)残留量,减少其对原丝的拉伸、预氧化处理等过程的不利影响而造成的碳纤维的结构缺陷、强度降低,将超声波水洗技术应用到PAN原丝水洗工艺中。结果证明,新方法明显提高了水洗效果,能够快速有效地降低原... 为降低PAN原丝中的DMSO(二甲基亚砜)残留量,减少其对原丝的拉伸、预氧化处理等过程的不利影响而造成的碳纤维的结构缺陷、强度降低,将超声波水洗技术应用到PAN原丝水洗工艺中。结果证明,新方法明显提高了水洗效果,能够快速有效地降低原丝中DMSO残留量。 展开更多

关键词 碳纤维 pan原丝 超声波 微量DMSO 紫外分光光度计

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PAN原丝高效预氧化研究 被引量：4

7

作者 李常清 徐樑华 +3 位作者 齐帅 何州文 阳武 白会涛 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期71-73,共3页

国产碳纤维成本偏高使其缺少市场竞争力和影响其广泛的应用,影响碳纤维产业可持续发展。针对预氧化过程在碳纤维成本构成占比超过20%,通过研究聚丙烯腈(PAN)原丝预氧化反应实质及时温效应,在此基础上通过提高预氧化反应效率,缩短预氧化... 国产碳纤维成本偏高使其缺少市场竞争力和影响其广泛的应用,影响碳纤维产业可持续发展。针对预氧化过程在碳纤维成本构成占比超过20%,通过研究聚丙烯腈(PAN)原丝预氧化反应实质及时温效应,在此基础上通过提高预氧化反应效率,缩短预氧化时间,在不影响碳纤维性能前提下,降低碳纤维制备的过程成本。 展开更多

关键词 pan原丝 预氧化 时温效应 高效率

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PAN基碳纤维原丝梯级凝固成型的研究 被引量：1

8

作者 梁艺乐 王威 +4 位作者 阎晋 张德刚 赵炯心 张幼维 潘鼎 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期204-206,210,共4页

碳纤维是增强复合材料力学性能的重要材料,优质的PAN原丝是制备高性能碳纤维的前提,而原丝的结构主要决定于纤维成形阶段。本文以相图为指导,采用湿法纺丝得到了不同成型条件下的纤维原丝,并利用扫描电镜研究了纤维的横截形貌和皮芯结... 碳纤维是增强复合材料力学性能的重要材料,优质的PAN原丝是制备高性能碳纤维的前提,而原丝的结构主要决定于纤维成形阶段。本文以相图为指导,采用湿法纺丝得到了不同成型条件下的纤维原丝,并利用扫描电镜研究了纤维的横截形貌和皮芯结构。研究表明经过梯级凝固成型后,可以得到结构均匀致密且具有较优物理机械性能的原丝,证实了在相图中梯级凝固成型路线是较优的热力学路线。 展开更多

关键词 pan原丝 梯级凝固 形貌结构

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水对PAN/DMSO/H_2O的流变行为和原丝性能的影响 被引量：1

9

作者 杜卫平 马彩霞 +2 位作者 陈惠芳 秦宗益 潘鼎 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期56-60,共5页

文摘研究了水对PAN/DMSO/H2O纺丝液的流变行为和可纺性能的影响。结果表明,在较高的剪切速率下,PAN溶液表现出"切力变稀"。而在较低的剪切速率下,随着温度的增加,溶液黏度逐渐变低。水含量对溶液的黏度有较大影响。随着体系... 文摘研究了水对PAN/DMSO/H2O纺丝液的流变行为和可纺性能的影响。结果表明,在较高的剪切速率下,PAN溶液表现出"切力变稀"。而在较低的剪切速率下,随着温度的增加,溶液黏度逐渐变低。水含量对溶液的黏度有较大影响。随着体系中水含量的不同,H2O-PAN之间的水和作用于水的脱溶剂作用之间形成竞争,从而决定黏度的变化。适量水的加入可以提高纤维的力学性能。随着纤维拉伸倍数的增加,聚丙烯腈纤维的断裂强度增加,断裂伸长率下降。在一定的纺丝条件下,随着含水量的增加,纺丝原液的可纺性会降低。而适量的水有利于获得具有弥散状微孔的均一结构的原丝。 展开更多

关键词 pan 静态流变 可纺性 原丝

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纺丝牵伸对PAN基碳纤维原丝性能影响及牵伸工艺研究 被引量：1

10

作者 王增加 周玉玺 +3 位作者 韩笑 王华 沈涛 李靖宇 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期143-146,共4页

对三元聚合、四元聚合和四元氨化聚合三种配方的纺丝液纺丝牵伸工艺进行了研究,利用金相显微镜、电子万能试验机、X射线衍射(XRD)等设备方法表征原丝的微观结构、力学性能和取向度等。结果表明:四元共聚纺丝液的可牵伸性最好,最大牵伸... 对三元聚合、四元聚合和四元氨化聚合三种配方的纺丝液纺丝牵伸工艺进行了研究,利用金相显微镜、电子万能试验机、X射线衍射(XRD)等设备方法表征原丝的微观结构、力学性能和取向度等。结果表明:四元共聚纺丝液的可牵伸性最好,最大牵伸倍率可达12倍,三元次之,四元经氨化后牵伸性明显下降较多。改变牵伸,对原丝断面基本无影响。提高原丝纺丝牵伸倍率,原丝的单丝强度、模量、单丝密度、沸水收缩呈上升趋势,断裂延伸率呈下降趋势。牵伸有利于提高原丝的取向度。水洗→牵伸、牵伸→水洗→牵伸和牵伸→水洗工艺3种纺丝工艺,水洗→牵伸相对可获得性能较好的原丝,炭化后碳纤维强度较高。 展开更多

关键词 pan基碳纤维 原丝 纺丝牵伸 牵伸倍率 氨化 取向度

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高性能PAN原丝计算机仿真与信息管理系统开发

11

作者 朱波 王艳芝 +1 位作者 林磊 蔡珣 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2002年第12期50-53,共4页

以聚丙烯腈(PAN)原丝实际生产过程为研究对象,以溶液聚合和湿法纺丝为基础,模拟PAN原丝纺制条件,设计开发了一套PAN原丝计算机仿真与信息管理系统。基于Windows视窗编程技术,利用VB和Access数据库,该系统将信息管理、工艺制订、性能预... 以聚丙烯腈(PAN)原丝实际生产过程为研究对象,以溶液聚合和湿法纺丝为基础,模拟PAN原丝纺制条件,设计开发了一套PAN原丝计算机仿真与信息管理系统。基于Windows视窗编程技术,利用VB和Access数据库,该系统将信息管理、工艺制订、性能预测、在线帮助等功能融为一体,界面友好,操作方便。利用该系统对现场生产过程进行仿真研究,仿真结果和实际测试结果比较表明,系统仿真精度误差小于5％,应用效果良好。 展开更多

关键词 聚丙烯腈原丝 碳纤维 计算机仿真 信息管理系统

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二次拉伸温度对PAN原丝中微孔洞形貌变化的影响

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作者 李延根 黄祖飞 王春忠 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1054-1056,共3页

利用一维多取向X射线小角散射(SAXS)方法研究二次拉伸温度对聚丙烯腈碳纤维(PAN)原丝中微孔洞形貌的影响.结果表明,在一定温度(2T0)加热拉伸时,PAN原丝中微孔洞的相对体积分数(V/V0)较低温时有所增加,但其取向角()最小,长径比(L/2R)最... 利用一维多取向X射线小角散射(SAXS)方法研究二次拉伸温度对聚丙烯腈碳纤维(PAN)原丝中微孔洞形貌的影响.结果表明,在一定温度(2T0)加热拉伸时,PAN原丝中微孔洞的相对体积分数(V/V0)较低温时有所增加,但其取向角()最小,长径比(L/2R)最大,两者均有利于提高碳纤维的力学性能;当拉伸温度过高时,微孔洞形状的变化规律与之相反,不利于提高碳纤维的力学性能. 展开更多

关键词 pan原丝 一维多取向X射线小角散射 微孔洞

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两种PAN基原丝预氧化工艺差异性原因分析

13

作者 宋云飞 王长宇 栾禄全 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期158-160,170,共4页

使用2种不同的1K(K表示1束纤维含有1000根单丝)聚丙烯腈(PAN)基原丝均可以制备出性能与东丽T300碳纤维相当的碳纤维产品,但2种原丝进行预氧化处理时,预氧化温度存在明显差异。通过傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微... 使用2种不同的1K(K表示1束纤维含有1000根单丝)聚丙烯腈(PAN)基原丝均可以制备出性能与东丽T300碳纤维相当的碳纤维产品,但2种原丝进行预氧化处理时,预氧化温度存在明显差异。通过傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、光学显微镜等分析手段对2种原丝的组成、性能进行了分析。结果表明,原丝组分不同是导致纤维预氧化温度存在差异的根本原因,在碳化处理之前预先分析原丝的性能,有利于工艺制定的合理性、准确性。 展开更多

关键词 pan基原丝 预氧化 差异性

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干燥致密化对通用碳纤维用PAN原丝力学性能升级的考察 被引量：1

14

作者 刘卫卫 张双琨 +3 位作者 成煜民 程润 周游 金日光 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期28-30,共3页

为提升国产通用碳纤维用PAN原丝的力学性能,再次对原丝进行水洗及干燥致密化工艺处理。实验结果表明,水洗因使丝束增韧,与致密化起到相反的作用,不利于原丝力学性能的升级;不同温度下,随致密化时间的增加,丝束强度先增大后减小,55s时丝... 为提升国产通用碳纤维用PAN原丝的力学性能,再次对原丝进行水洗及干燥致密化工艺处理。实验结果表明,水洗因使丝束增韧,与致密化起到相反的作用,不利于原丝力学性能的升级;不同温度下,随致密化时间的增加,丝束强度先增大后减小,55s时丝束强度提高最大;确定致密化时间55s时,在140～150℃温梯下丝束强度最大,约提升初始原丝的35.6%。 展开更多

关键词 pan原丝 干燥致密化 力学性能 升级

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不同PAN原丝结构差异性研究 被引量：1

15

作者 贾龙飞 李常清 +2 位作者 肖阳 马晓娜 徐樑华 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期78-81,共4页

选取碳纤维拉伸强度不同的PAN原丝,通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)等,对其聚集态结构和形态结构进行了表征。通过分析原丝不同层次结构,建立不同结构与性能之间的关系,并对原丝不同结构对碳纤维强度的影响大... 选取碳纤维拉伸强度不同的PAN原丝,通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)等,对其聚集态结构和形态结构进行了表征。通过分析原丝不同层次结构,建立不同结构与性能之间的关系,并对原丝不同结构对碳纤维强度的影响大小进行了对比。结果表明,结晶度、取向度和致密性是影响碳纤维强度的主要因素,随着晶态结构和取向结构的完善、致密性的提高,碳纤维强度随之增加。但原丝不同结构对碳纤维强度的影响大小是有区别的,从大到小依次为:致密性、取向度、结晶度与微晶尺寸。 展开更多

关键词 pan原丝 结构表征 性能

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γ-射线辐照PAN原丝结构转变及其热稳定化反应动力学研究

16

作者 高益军 刘欣瀛 +4 位作者 丛玺璇 刘小云 苏世州 徐樑华 曹维宇 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期88-90,共3页

使用紫外、红外和核磁共振碳谱等方法对γ射线辐照后的PAN原丝化学结构变化进行了分析,并采用Kissinger动力学分析的方法对比了由于辐照造成的热稳定化反应进程的差异。结果表明:γ射线辐照后PAN原丝同时产生了环状共轭和线性共轭结构,... 使用紫外、红外和核磁共振碳谱等方法对γ射线辐照后的PAN原丝化学结构变化进行了分析,并采用Kissinger动力学分析的方法对比了由于辐照造成的热稳定化反应进程的差异。结果表明:γ射线辐照后PAN原丝同时产生了环状共轭和线性共轭结构,其中线性共轭结构的生成使得热稳定化反应表观活化能增加,而指前因子提高,即辐照后的PAN原丝需要相对较高的热稳定化起始温度,而反应速率得以提高。 展开更多

关键词 pan原丝 Γ射线辐照 热稳定化 动力学

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牵伸条件以及牵伸方式对PAN纤维结构的影响

17

作者 王伟 张兴华 +2 位作者 温月芳 杨永岗 彭公秋 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期72-73,82,共3页

借助于声速法、密度法、XRD等分析手段,考察了不同的牵伸条件和牵伸方式对聚丙烯腈(PAN)纤维结构的影响。结果表明:牵伸条件的不同,纤维的取向和结晶程度有明显的区别;而牵伸方式的不同,对纤维的结晶程度也有较大影响。

关键词 聚丙烯腈纤维 牵伸条件 牵伸方式 结构

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PAN基原丝在稳定化和低温碳化阶段的结构演变

18

作者 刘勇 邱廷田 +1 位作者 尚垒 敖玉辉 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期131-135,共5页

利用差示扫描量热(DSC)、傅里叶变化红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱和广角X射线衍射(WAXD)对聚丙烯腈(PAN)原丝在稳定化和低温碳化阶段的结构演变进行了测试和研究。结果表明:空气和氮气气氛中的热稳定性差异主要是由于化学反应差异性造成的... 利用差示扫描量热(DSC)、傅里叶变化红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱和广角X射线衍射(WAXD)对聚丙烯腈(PAN)原丝在稳定化和低温碳化阶段的结构演变进行了测试和研究。结果表明:空气和氮气气氛中的热稳定性差异主要是由于化学反应差异性造成的,随着热稳定化的进行,发生环化、脱氢和氧化反应,且在230℃以上氧化反应明显增强。拉曼结果显示D带强度减弱,G带强度增强,化学反应使SP^(3)杂化碳转化为SP^(2)杂化碳原子,低温碳化阶段分子链之间交联形成了无定型碳质结构。原始的微晶结构逐渐破坏重组形成新的类石墨碳结构,微晶尺寸变小。 展开更多

关键词 聚丙烯腈原丝 热稳定化 低温碳化 化学结构 聚集态结构

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PAN纤维在惰性气氛中的热行为研究

19

作者 郝伟哲 张学军 田艳红 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期159-163,共5页

聚丙烯腈(PAN)纤维在惰性气氛中的热行为主要包括3个反应:热致收缩反应、环化反应和热解反应。通过差示扫描量热仪和热重分析仪研究了PAN纤维在惰性气氛中的热行为。结果表明,热致收缩和热解反应并无明显的吸放热现象,而环化反应放热剧... 聚丙烯腈(PAN)纤维在惰性气氛中的热行为主要包括3个反应:热致收缩反应、环化反应和热解反应。通过差示扫描量热仪和热重分析仪研究了PAN纤维在惰性气氛中的热行为。结果表明,热致收缩和热解反应并无明显的吸放热现象,而环化反应放热剧烈且短促。环化反应过程中存在明显的传热过程,环化反应速率达到最大值时,温度随着升温速率的提高而上升。热解反应使得可发生环化反应的原料总量下降,且随着升温速率的提高,反应放热量下降。分别采用Ozawa法与Kissinger法计算了环化反应的表观活化能,并建立了修正后的动力学模型。该模型可以有效地描述不同升温速率条件下的反应过程。 展开更多

关键词 聚丙烯腈纤维 热处理 热行为

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UV测试PAN原丝残余DMSO含量的影响因素研究 被引量：2

20

作者 李颖华 刘钟铃 +2 位作者 刘春明 胡金鑫 钱鸿川 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期178-180,共3页

采用紫外光谱法(UV),研究了PAN原丝残余二甲基亚砜(DMSO)含量测试过程中样品的前处理方法,并对测试过程中的相关影响因素进行了分析。研究表明:溶剂煮沸法能快速地溶出PAN原丝中残余DMSO,样品最佳处理时间为2h;不同的油剂对实验结果影... 采用紫外光谱法(UV),研究了PAN原丝残余二甲基亚砜(DMSO)含量测试过程中样品的前处理方法,并对测试过程中的相关影响因素进行了分析。研究表明:溶剂煮沸法能快速地溶出PAN原丝中残余DMSO,样品最佳处理时间为2h;不同的油剂对实验结果影响程度不同;当样品煮沸溶液中DMSO浓度太低时采用UV法测试存在较大误差,为提高分析结果的准确性,当煮沸溶液的吸光度A小于0.318时,需采用色谱法进行分析测试。 展开更多

关键词 紫外光谱法 pan原丝 残余DMSO 碳纤维

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