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碳纤维的制备——悬浮聚合

文章出处:网络责任编辑:编辑人气:发表时间:2019-01-02【

免引入金属离子

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为获得高分子量的PAN共聚物(Copolymer,Interpolymer),有人开发了溶剂(性状:透明,无色的液体)一水悬浮聚合法。在这种方法中用溶剂(性状:透明,无色的液体)和水的混合物作为聚合反应的介质(起决定作用的物质),可以用偶(AIBN)作为引发剂,日本三菱人造丝公司(Company)1985年申请了溶剂(性状:透明,无色的液体)一水悬浮聚合的专利(意为:公开的信件或公共文献)等研究(research)发现提高聚合液中水的包含比重有利于聚合物分子量的提高,因为水的链转移系数小。
  悬浮聚合法特别适合制备性能优异的碳(C)纤维用PAN原丝。碳纤维生产传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。碳纤维配件“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。这种方法聚合转化率高,聚合时间短,得到的PAN聚合物分子量高,而且分子缺陷少,稳定(解释:稳固安定;没有变动)化环化初始温度(temperature)低。聚合温度、氢离子浓度指数、添加剂用量、反应物(包括(bāo kuò)引发剂的浓度)、搅拌强度(strength)和反应液的停留时间均可调节聚合物分子量。 内容来自123456
  
  碳(C)纤维的缺陷主要来源于原丝、稳定(解释:稳固安定;没有变动)化、碳化工艺,其中原丝的缺陷有很大一部分来源于聚合原料的金属杂质,金属杂质对CF力学性能有显着影响(influence)。碳纤维生产传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。因此在聚合时聚合单体要精馏、过滤,采用高纯水、高纯溶剂(性状:透明,无色的液体),引发剂要不含金属离子,设备(shèbèi)防腐,避免引入金属离子。

  聚合物的性能对碳(C)纤维力学性能有很大影响(influence),尤其是分子量对最终碳纤维的拉伸强度(strength)、模量有影响很大,日本三菱人造丝公司(Company)在1988年申请的专利(意为:公开的信件或公共文献)中提到,选用相对分子质量大于等于50X10 4的PAN共聚物(Copolymer,Interpolymer)可制备拉伸强度达到6.13GPa的碳纤维。

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