氧化工藝中碳纖維的研究

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關(guān)于氧(Oxygen)化（oxidation)工藝中纖維是否加張力（解釋:物體受到拉力作用時(shí)的相互牽引力)意見(jiàn)不同，一些研究（research)者認(rèn)為瀝青（成分:瀝青質(zhì)和樹脂)是大片層分子結(jié)構(gòu)，因而無(wú)需在氧化過(guò)程(guò chéng)中加張，但其他作者和我們的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，張力的確有助于纖維微晶擇優(yōu)取向，因而強(qiáng)度和模量有所增加。張力可以避免氧化工藝中因化學(xué)結(jié)構(gòu)變化帶來(lái)的收縮，因此，牽伸可以提高碳(C)纖維性能。通常當(dāng)張力高于瀝青分子間作用力時(shí)，碳纖維性能下降(descend)，即在張力過(guò)大的情況(Condition)下，瀝青纖
維將斷裂（fracture)。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱耍饲笆澜缟咸祭w維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家（美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)），對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。碳纖維復(fù)合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小，因此有很高的比強(qiáng)度。為提高碳(C)纖維性能，依據(jù)(yī jù)熱應(yīng)力一應(yīng)變曲線（Curve）選擇(xuanze)合適的應(yīng)力是很重要的。 copyright 123456
  采用DSC和TG研究（research)各向同性及各向異性瀝青（成分:瀝青質(zhì)和樹脂)纖維在空氣中的氧(Oxygen)化，顯示氧與瀝青相互作用是增重和放熱反應(yīng)。在氧化過(guò)程(guò chéng)中，H/C下降，而0/C上升。FT-IR 結(jié)果顯示-CH3和—CH2Ar-H峰強(qiáng)度隨氧化加深而下降，在260℃時(shí)出現(xiàn)了羰基和羧基的吸收峰，在280℃出現(xiàn)了酚(phenol)羥基(hydroxyl)芳醚的吸收峰，在320℃出現(xiàn)了酸酐（Anhydrides）的吸收峰，這些吸收峰都隨著溫度（temperature)的升高而逐漸增強(qiáng)。從上述結(jié)果可以推測(cè)：在空氣中進(jìn)行的穩(wěn)定化過(guò)程中，發(fā)生了脫氫(Hydrogen)、交聯(lián)、環(huán)化等化學(xué)反應(yīng)(Chemical reaction)，放出C
　　O、CO2、
  H2O及小分子烴類化合物，形成了耐熱型的酸酐（Anhydrides）或羰基氧(Oxygen)橋。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料，通過(guò)不同的加工方法，加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。在穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒(méi)有變動(dòng))化完成后瀝青纖維由熱塑性變?yōu)闊峁绦裕蚨鵀r青氧化（oxidation)纖維在碳(C)化過(guò)程(guò chéng)中方能保持纖維形態(tài)。

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