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碳纤维原丝中残留溶剂提取及测试技术研究

赵德明 张顺 丛佳玥 王丹 王陆 李常清

赵德明,张顺,丛佳玥,等. 碳纤维原丝中残留溶剂提取及测试技术研究[J]. 计量科学与技术,2021, 65(12): 45-48, 11 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0101
引用本文: 赵德明,张顺,丛佳玥,等. 碳纤维原丝中残留溶剂提取及测试技术研究[J]. 计量科学与技术,2021, 65(12): 45-48, 11 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0101
ZHAO Deming, ZHANG Shun, CONG Jiayue, WANG Dan, WANG Lu, LI Changqing. Study on Techniques of Extraction and Testing of Residual Solvent in Carbon Fibers[J]. Metrology Science and Technology, 2021, 65(12): 45-48, 11. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0101
Citation: ZHAO Deming, ZHANG Shun, CONG Jiayue, WANG Dan, WANG Lu, LI Changqing. Study on Techniques of Extraction and Testing of Residual Solvent in Carbon Fibers[J]. Metrology Science and Technology, 2021, 65(12): 45-48, 11. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0101

碳纤维原丝中残留溶剂提取及测试技术研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0101
基金项目: 威海市公益类科研机构基础研究经费(山东计量测试学会2020KJ27)
详细信息
    作者简介:

    赵德明(1982-),威海市产品质量标准计量检验研究院高级工程师,研究方向:产业计量、新材料计量、分析测试等,邮箱:80958128@qq.com

Study on Techniques of Extraction and Testing of Residual Solvent in Carbon Fibers

  • 摘要: 聚丙烯腈(PAN)基碳纤维由于具有优异力学性能,广泛应用于航空航天、一般工业及高端体育用品等领域。高性能碳纤维制备技术关键之一在于原丝的高纯化、致密化,在原丝中残留溶剂二甲基亚砜(DMSO)提取、测试时,沸水会引起二甲基亚砜(DMSO)分解,严重影响纤维中残留溶剂的准确定量。国家碳纤维产业计量测试中心针对这一难题,探讨研究准确提取、定量原丝中残留溶剂二甲基亚砜(DMSO)系统方法,以水、乙醇、丙酮和环己烷为提取剂,研究提取剂种类、纤维质量、提取温度和时间、测试仪器方法对准确定量的影响。明确了各项提取条件和定量测试方法,为制备高性能纤维改进工艺控制提供计量测试服务保障。
  • 图  1  二级质谱1.44/1.47 min

    Figure  1.  Secondary mass spectrometry was 1.44/1.47 min

    图  2  吸光度变化图

    Figure  2.  Changes in absorbance

    图  3  不同溶剂与PAN水洗纤维的接触角

    Figure  3.  Contact angle between different solvents and PAN washed fibers

    图  4  提取剂对PAN纤维残余溶剂提取量的影响

    Figure  4.  Effect of extractants on residual solvent extraction of PAN fibers

    图  5  纤维与提取剂固液比对PAN纤维残留溶剂提取量的影响

    Figure  5.  Solid-liquid ratio of fiber to extractant was significantly higher than that of residual solvent extraction amount of PAN fiber impact

    图  6  提取温度和时间对PAN纤维残留溶剂提取量的影响

    Figure  6.  Effect of extraction temperature and time on the amount of residual solvent extracted from the PAN fibers

  • [1] 张健, 揣雪冰. 碳纤维的发展及其应用现状[J]. 化工管理, 2017(23): 60. doi: 10.3969/j.issn.1008-4800.2017.23.055
    [2] YOUE W J, LEE S M, LEE S S, et al. Characterization of carbon nanofiber mats produced from electrospun lignin-g-polyacrylonitrile copolymer[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2015(82): 497-504.
    [3] DARREN, A, BAKER, et al. Recent advances in low-cost carbon fiber manufacture from lignin[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2013(130): 713-728.
    [4] 罗益锋. 处于战略机遇期的全球碳纤维及其复合材料产业[J]. 高科技纤维与应用, 2019(2): 1-20. doi: 10.3969/j.issn.1007-9815.2019.02.001
    [5] 顾佳杰. 碳纤维产业发展研究报告[J]. 上海化工, 2019(44): 32-36.
    [6] KAUR J, MILLINGTON K, SMITH S. Producing high-quality precursor polymer and fibers to achieve theoretical strength in carbon fibers: A revie[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2016(133): 38.
    [7] 赵晓莉, 齐暑华, 刘建军, 等. 干喷湿纺法制备T700级聚丙烯腈基碳纤维[J]. 工程塑料应用, 2019, 4(1): 67-71, 95. doi: 10.3969/j.issn.1001-3539.2019.01.012
    [8] 陶磊, 黄元波, 郑云武, 等. 木质素制备低成本碳纤维的研究进展[J]. 高分子材料科学与工程, 2017(33): 179-185, 190.
    [9] WEI H, SUO X, LU C, et al. A comparison of coagulation and gelation on the structures and stabilization behaviors of polyacrylonitrile fibers[J]. Journal of Applied Polymer ence, 2020(137): 19.
    [10] S I Banduryan, M M Lovleca, G A Budnitskii. Formation of the Primary supramolecular structure of Some fiber types in conditions of wet spinning[J]. Fibre Chemistry, 2003, 35(5): 349-251. doi: 10.1023/B:FICH.0000012189.28557.db
    [11] M Murat Ozmen, Oguz Okay. Formation of macroporous poly(acrylamide) hydrogels in DMSO/water mixture: Transition from cryogelation to Phase separation copolymerization[J]. Reactive & Functional Polymers, 2008, 68(10): 1467-1475.
    [12] 刘晗, 王晨晖, 谭晶, 等. 碳纤维缺陷演变及其原丝制备工艺研究进展[J]. 高科技纤维与应用, 2021, 46(1): 11-17. doi: 10.3969/j.issn.1007-9815.2021.01.001
    [13] 李常清, 张顺, 陈栋, 等. 带型聚丙烯腈纤维制备及其预氧化反应特性研究[J]. 化工新型材料, 2019(47): 156-159.
    [14] 支建海, 钱鑫, 张永刚, 等. 国产碳纤维增强树脂基复合材料的界面结合性能研究[J]. 合成纤维工业, 2018, 41(4): 14-17. doi: 10.3969/j.issn.1001-0041.2018.04.004
    [15] 李颖华, 刘钟铃, 刘春明, 等. UV测试PAN原丝残余DMSO含量的影响因素研究[J]. 化工新型材料, 2016, 44(8): 178-180.
    [16] 李常清, 徐樑华, 王晓玲, 等. 残余溶剂DMSO对PAN纤维结构及热性能的影响[J]. 高分子材料科学与工程, 2003, 19(4): 89-91. doi: 10.3321/j.issn:1000-7555.2003.04.023
    [17] 张丽平, 李艳华, 陈秋飞, 等. 聚丙烯腈原丝中二甲基亚砜残留对碳纤维性能的影响[J]. 合成纤维, 2010(9): 13-15. doi: 10.3969/j.issn.1001-7054.2010.09.004
    [18] 中国纺织工业联合会. 聚丙烯腈基碳纤维原丝残留溶剂测试方法: FZ/T 50032-2015[S]. 北京: 中国标准出版社, 2015.
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  • 网络出版日期:  2021-08-18
  • 刊出日期:  2021-12-01

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