碳纳米粒子对更高性能复合纤维PAN结晶的影响
Xiao Sun1, Xiaoli Li1, Varunkumar Thippanna2
1Department of Mechanical and Industrial Engineering, Northeastern University, 360 Huntington Avenue, Boston 02115, Massachusetts, United States.
ACS polymers Au
|June 16, 2025
概括
这项研究使用纤维织来制造聚烯二 (PAN) 纤维和PAN-碳纳米管 (CNT) 复合材料. 该研究强调了由于CNT集成和优化聚合物度而提高的纤维性能和微观结构.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 聚烯二 (PAN) 纤维是高性能碳纤维的关键前体,因为它们具有出色的碳化特性.
- 纤维织涉及复杂的过程,包括溶液行为,宏分子延伸和结晶,这些都决定了最终的纤维特性.
- 聚合物链形态和孔隙形成显著影响PAN纤维的微观结构和机械特性.
研究的目的:
- 通过纤维织来研究PAN控制纤维和PAN-CNT复合材料的制造.
- 分析不同聚合物度 (9,10,11重量%) 和碳纳米管 (CNT) 加载对纤维特性的影响.
- 了解CNT如何影响PAN纤维的微观结构,结晶性和热稳定性.
主要方法:
- 纤维线用于制造PAN控制纤维和PAN-CNT复合纤维.
- 使用的聚合物度为9,10和11%的重量,具有特定的CNTs负载.
- 描述技术包括广角X射线衍射 (WAXD) 和差分扫描热度计 (DSC) 来评估微观结构和热性质.
主要成果:
- 在9,10,11%重量百分比的聚合物度下制造的PAN纤维和PAN/CNT复合纤维表现出更好的性能.
- 通过添加CNT,可以改变聚合物微观结构.
- 分析显示,CNTs对复合纤维的结晶性和热稳定性有显著影响.
结论:
- 纤维织是生产高性能PAN和PAN-CNT复合纤维的有效方法.
- 优化聚合物度和CNT整合导致纤维性能得到改善.
- 在量身定制微观结构和提高基于PAN的材料的热稳定性方面,CNT发挥着至关重要的作用.
