国家自然科学基金(50172004)
- 作品数：8 被引量：159H指数：8
- 相关作者：刘杰梁节英郭云霞李佳王雷更多>>
- 相关机构：北京化工大学中北大学北京市环境保护科学研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市自然科学基金更多>>
- 相关领域：化学工程一般工业技术理学更多>>
- 预氧化温度对聚丙烯腈纤维皮芯结构形成的影响被引量：29
- 2006年
- 在通常预氧化温度条件下,聚丙烯腈（PAN）纤维径向会产生结构不均匀的皮芯结构,从而影响最终炭纤维的力学性能.借助元素分析（EA）、差热分析（DSC）等表征手段和纤维皮芯结构等相关测试方法,系统研究了国内外五种PAN纤维在预氧化过程中生成皮芯结构与预氧化温度之间的关联性及纤维结构性能间的制约机制.研究结果表明：1）210～240℃间纤维的皮芯结构不明显,在240～260℃间预氧化反应剧烈,纤维皮芯比迅速增大,260～300℃范围内纤维皮芯比增长变慢;2）预氧化过程中PAN纤维皮芯结构的变化,与密度及化学反应速率等变化密切相联.因此可采用皮芯结构来表征PAN纤维在预氧化阶段的热化学反应与结构转化的程度.
- 刘杰李佳王雷梁节英
- 关键词：炭纤维预氧化皮芯结构
- 电化学改性对PAN基碳纤维表面状态的影响被引量：37
- 2005年
- 采用电化学氧化法对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维进行表面改性,利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对改性后的碳纤维表面状态进行了研究。同时探讨了碳纤维表面状态与其抗拉强度及其复合材料力学性能的关联。研究结果表明,碳纤维经电化学氧化后,表面的粗糙度提高了1.1倍;表面碳含量降低了9.7%,氧含量提高了53.8%,氮含量增加了7.5倍,羟基和羰基含量也有不同程度的提高;表面取向指数减小了1.5%,表面微晶尺寸减小,表面活性碳原子数增加了78%。电化学氧化法的刻蚀作用致使碳纤维拉伸强度降低了8.1%,但同时也改善了碳纤维表面的物理性质和化学性质,提高了碳纤维与树脂间的粘结性,使复合材料的ILSS提高26%。
- 郭云霞刘杰梁节英
- 关键词：碳纤维改性电化学氧化
- PAN基碳纤维表面电化学改性的研究
- 利用原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）和动态力学热分析（DMTA）,对阳极氧化法碳纤维表面改性效果进行了研究。研究结果表明,碳纤维经适当的阳极氧化表面改性后,表面的粗糙度和比表面...
- 刘杰田宇黎郭云霞梁节英
- 关键词：PAN基碳纤维阳极氧化表面改性
- 文献传递
- 炭纤维生物膜的形成机制 Ⅰ.炭纤维表面特性对微生物固着化的影响被引量：26
- 2002年
- 采用对比方法 ,借助化学分析、表面形态分析及生物相容性表征技术等系统地研究了以活性炭纤维、表面改性活性炭纤维作为细胞固着化载体的表面特性及对微生物固着的影响。重点考察了纤维表面官能团、比表面积、润湿性等表面特性对微生物固着化的影响。研究结果表明 :(1)炭纤维表面的吸附特性对微生物的初期固着起着重要的作用 ,具有高比表面积的活性炭纤维更易于微生物固着并挂膜。 (2 )炭纤维表面润湿性与某些酸性官能团的适量增加 ,有益于载体表面微生物的固着。 (3)炭纤维尤其是活性炭纤维较市售有机高分子材料具有更加优异的生物相容性 ,前者的微生物固着化速率是后者的 4倍～
- 刘杰何振坤王绍堂
- 关键词：炭纤维生物膜表面特性微生物活性炭纤维
- PAN基碳纤维阳极电解氧化表面处理的研究被引量：19
- 2003年
- 借助XPS、力学分析、SEM扫描电镜、傅立叶红外光谱 ,较系统地考察了碳纤维表面组成与结构的变化及阳极氧化表面处理对碳纤维复合材料层间剪切强度的作用与影响。结果表明 :采用碳酸氢铵为电解质对碳纤维进行阳极电解氧化表面处理后 ,其复合材料的层间剪切断裂转变为以张力断裂形式为主 ;通过适当地增加碳纤维表面的羟基含量 ,提高活性碳原子数与非活性碳原子数比 ,可有效地改善碳纤维复合材料的使用性能 ,使碳纤维层间剪切强度提高 49% ,层间剪切强度达 85 .5MPa。
- 庄毅梁节英刘杰
- 关键词：PAN基碳纤维表面处理层间剪切强度表面处理复合材料碳酸氢铵
- 热稳定化过程中PAN纤维热应力与热化学反应的关联性被引量：10
- 2005年
- 借助DSC、FTIR、EA、WAXD和热应力变化等表征手段,系统研究了六种聚丙烯腈(PAN)纤维在热稳定化过程中应力变化特征与纤维热化学反应的内在关联。结果表明:在热稳化定化过程中PAN纤维化学应力峰的起始温度和峰顶温度很好地对应了纤维DSC起始与峰顶的温度,因而可采用化学热应力表征PAN纤维环化的反应速率和程度。由于化学应力峰的变化与PAN大分子的组成、有序度、芳构化指数以及密度等特征结构参数的变化具有较紧密对应关系,意味着热应力可用于连续热稳定化过程中在线控制纤维的结构。
- 刘杰王雷张旺玺李佳梁节英
- 关键词：炭纤维聚丙烯腈热应力
- 碳纤维电化学氧化表面处理效果的动态力学热分析研究被引量：31
- 2004年
- 利用动态力学热分析(DMTA)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对聚丙烯腈基(PAN)碳纤维电化学氧化表面处理效果进行了研究。研究结果表明,DMTA谱图中经电化学氧化处理的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)其损耗角正切(tanδ)较未处理的降低30%,玻璃化温度(Tg)与tanδ峰值的变化可以有效地表征PAN基碳纤维表面处理的效果。这一结论与SEM观察CFRP断口形貌的结果相符。经定量计算出的界面粘结参数A和α与CFRP的层间剪切强度(ILSS)所反映的碳纤维与树脂间界面粘结效果是一致的。同时,XPS表面化学分析表明,经电化学氧化处理后的碳纤维表面羟基含量提高55%及活性碳原子数增加18%,采用适当的处理条件可使CFRP的ILSS提高20%以上。
- 刘杰郭云霞梁节英
- 关键词：PAN碳纤维电化学氧化环氧树脂界面粘结
- 改性碳纤维及表面含氧官能团对反硝化菌固着化的影响被引量：9
- 2003年
- 通过对比各种碳纤维表面含氧官能团对反硝化菌的固着化实验,研究了碳纤维表面含氧官能团对反硝化菌固着化的影响。实验结果表明反硝化菌在PAN基碳纤维上的平均挂膜厚度明显高于沥青基和粘胶基碳纤维,碳纤维上适量的表面官能团有助于较多、较牢固地固着反硝化菌。对3种改性PAN基碳纤维C1s的XPS谱图分析得出表面含氧官能团OCO对反硝化菌的挂膜影响最大。当表面含氧官能团OCO中碳原子占碳纤维表面碳原子总量的3%左右时反硝化菌挂膜较佳。经过比较表明PAN基高强度碳纤维是一种生物相容性较好,可长期循环使用及性能优异的反硝化菌固着化载体。
- 马兆昆刘杰
- 关键词：碳纤维固着反硝化菌改性
- 碳化过程中改性聚丙烯腈预氧化纤维的高温热应力应变研究被引量：13
- 2005年
- 采用对比方法研究了高锰酸钾改性与未改性聚丙烯腈(PAN)预氧化纤维在碳化过程中的高温热应力应变行为.表征了过程纤维的基本物化性质,并用SEM,WAXD,EA等对其结构进行了研究.研究结果表明,改性纤维的热应力应变变化可分为370,500,900℃前后4个区域.与未改性纤维相比,改性纤维的应力在370℃以下增长较快;370～500℃快速下降;500～900℃则迅速增高,同时比未改性PAN纤维应力增加20%以上;900℃以上应力基本保持稳定.大负荷下改性纤维易伸长,小负荷下易收缩,与未改性纤维的差别随负荷减少而减小,500℃以上,两种纤维应变速率变化趋势相近.热应力和热应变是纤维在碳化过程中聚集态结构、化学组成、热化学反应能力的综合体现.与热应变相比,热应力的变化趋势更显著,因而可采用控制碳化过程中纤维热应力的变化控制连续制备中纤维结构的变化.经KMnO4改性PAN纤维制取碳纤维的抗张强度比未改性纤维增加了约20%.
- 刘扬刘杰
- 关键词：预氧化纤维聚丙烯腈化学改性
