X射线衍射法研究聚丙烯腈原丝的晶态结构_韩曙鹏.pdfVIP

第 32 卷 第 2 期 北 京 化 工 大 学 学 报 Vol . 32 , No . 2 2005 年 J OU RNAL OF B EIJ IN G UN IV ERSI T Y OF CHEM ICAL TECHNOL O GY 2005 X 射线衍射法研究聚丙烯腈原丝的晶态结构 韩曙鹏 　徐　华 　曹维宇 　姚 　红 (北京化工大学碳纤维及复合材料研究所 , 北京 　100029) 摘 　要 : 用 X 射线衍射法研究了成纤过程中聚丙烯腈原丝晶态结构的演变规律 ,给出了各阶段聚丙烯腈的晶态结 构模型 。结果表明 ,成纤过程中聚丙烯腈原丝的晶态结构由最初的两相准晶结构经致密化后演变成单相仲晶结 ( ) ( ) 构 。初生纤维的两相结构中含有“准晶区”有序区 和非晶区 无序区 ,“准晶区”中聚丙烯腈大分子以不规则螺旋 棒的形式堆砌 。致密化过程中非晶区向有序区转变并和原有的有序区相互渗透形成单相“仲晶区”,在这种单相结 构中 ,PAN 大分子以一种类 Z 字形不规则螺旋棒的形式存在 ,棒与棒之间相互重叠 、交叉 、缠绕交织 ,相邻棒间结合 紧密 。 关键词 : 聚丙烯腈原丝 ; 晶态结构 ; X 射线衍射 ; 模型 中图分类号 : TQ342 3 1 引言 1 　实验部分 ( ) 聚丙烯腈 polyacrylonit rile , PAN 原丝在碳纤 11 　试剂 维的制备 中扮演着极其重要 的角色[ 12 ] 。但对于 ( ) 丙烯腈 AN 经常压蒸馏收集 76～78 ℃之间的 PAN 的晶态结构却一直存在争论 ,部分学者[35 ] 基 ( ) 馏份 ;二甲基亚砜 DM SO 经减压蒸馏收集 90 ℃ ( ) 于其具有玻璃化转变等现象提 出两相准 晶结构 之馏份 ; 甲叉丁二酸 I TA 经砂芯漏斗精滤处理 ;偶 ( twop hase semicryst alline st ruct ure) , 在这种两相 ( ) 氮二异丁腈 A IBN 无水乙醇重结晶精制 。 ( ) ( 模型中包含了“准晶区”有序区 以及非晶区 无序 12 　试样制备 ) [6 ] ( 区 。而另外的观点 则是单相仲 晶结构 single 在 5 L 不锈钢聚合釜中 ,两种单体按一定配比 p hase p aracryst alline st ruct ure) 。Hito shi Yamazaki 投料 ,A IBN 为引发剂 、氮气气氛下 自由基溶液聚 [7 ] γ 等 报道了一种由 ray 辐射引发聚合得到的 PAN