木質包裝剩余物制備碳纖維原絲的研究.pdf

1、本文以木質纖維素為原料，利用苯酚液化技術、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)結構、原絲制備過程中化學組分和化學基團以及原絲的熱失重過程進行了分析，并對碳絲的力學性能、形態(tài)結構、石墨微晶的形成、石墨化的程度以及碳絲表面化學組分和化學基團的變化進行了研究;利用紅外光譜、熱重-質譜聯(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:
　　第一階段是當炭化溫度低于300℃時，纖維素基碳纖維原絲的質量損失較少，主要反應變化為分子內部的醚鍵斷裂和羥甲基的脫離;
　　第二階段是當炭化溫度處于300℃～500℃時，這個階段是纖維素基碳纖維原絲的主