木質(zhì)包裝剩余物制備碳纖維原絲的研究.pdf

1、本文以木質(zhì)纖維素為原料，利用苯酚液化技術(shù)、通過熔融紡絲制備纖維素基碳纖維原絲，優(yōu)化了纖維素液化工藝，通過HAAKE流變儀、場發(fā)射掃描電鏡、紅外光譜、熱重分析、光電子能譜、X射線衍射儀、拉曼光譜儀等對紡絲液的流變性能、原絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)、原絲制備過程中化學(xué)組分和化學(xué)基團(tuán)以及原絲的熱失重過程進(jìn)行了分析，并對碳絲的力學(xué)性能、形態(tài)結(jié)構(gòu)、石墨微晶的形成、石墨化的程度以及碳絲表面化學(xué)組分和化學(xué)基團(tuán)的變化進(jìn)行了研究;利用紅外光譜、熱重-質(zhì)譜聯(lián)用分析儀、元

2、素分析儀等推斷了纖維素基碳纖維原絲炭化。以下是主要結(jié)論:
　　(1)影響纖維素液化工藝四個因素的主次分別為:催化劑含量＞固液比（纖維素/苯酚）＞液化溫度＞液化時間。最佳工藝為:液化溫度為140℃、反應(yīng)時間為3小時、固液比（纖維素/苯酚）為1∶6、催化劑含量為9％，得到殘渣率為1.25％。
　　(2)纖維素液化物紡絲液為非牛頓流體，隨著剪切速率的加大，紡絲液呈現(xiàn)出切力變稀現(xiàn)象;紡絲液對溫度的變化很敏感，隨著溫度的升高，紡絲液粘

3、度下降;隨著固液比（纖維素/苯酚）的提高，可紡性增強。
　　(3)從纖維素基碳纖維原絲的紅外光譜、元素分析和TG-MS的分析結(jié)果來看，纖維素基碳纖維原絲從300℃到1000℃之間的炭化過程發(fā)生了3個階段的變化歷程:
　　第一階段是當(dāng)炭化溫度低于300℃時，纖維素基碳纖維原絲的質(zhì)量損失較少，主要反應(yīng)變化為分子內(nèi)部的醚鍵斷裂和羥甲基的脫離;
　　第二階段是當(dāng)炭化溫度處于300℃～500℃時，這個階段是纖維素基碳纖維原絲的主