聚丙烯腈纳米纤维膜连续预氧化碳化过程中的结构性能演变
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北京化工大学常州先进材料研究院

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Evolution of Structure and Properties of Polyacrylonitrile Nanofiber Membranes During Pre-Oxidation and Carbonization
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    摘要:

    对静电纺丝制备的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜进行连续预氧化碳化处理,借助差式扫描量热仪、红外光谱、扫描电镜、元素分析、拉曼光谱、体密度、力学性能等表征和测试方法,综合分析了纳米纤维膜在预氧化碳化过程中的结构性能演变。研究结果表明,相较于微米级的PAN聚合体,纳米纤维具有更低的环化活化能,当氧化纳米纤维的氧含量为8.3%时,得到的碳纳米纤维膜综合性能较佳,其密度、碳收率和拉伸强度分别为1.799 g/cm3,59.8%和29.6 MPa。

    Abstract:

    Polyacrylonitrile (PAN) nanofiber membranes prepared by electrospinning were treated by continuous pre-oxidation and carbonization, the evolution of structure and properties of nanofiber membranes in the process of pre-oxidation and carbonization were analyzed by DSC, bulk density, FT-IR, SEM, EA, Raman spectrum and mechanical properties. The results show that compared with the micron sized PAN polymer powder, the nanofibers have the lower cyclization activation energy. When the oxygen content of the oxidized-nanofiber is 8.3%, the carbon nanofiber membranes have the better comprehensive performance, and their density, carbon yield and tensile strength are 1.799 g/cm3, 59.8% and 29.6 MPa, respectively.

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引用本文

王春华.聚丙烯腈纳米纤维膜连续预氧化碳化过程中的结构性能演变[J].高分子材料科学与工程,2022,38().

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  • 收稿日期:2021-07-12
  • 录用日期:2022-03-25
  • 网络出版日期:2022-05-16
  • 在线发布日期: 2022-03-31
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