Изменение структуры углеродного волокна в процессе диспергирования

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..3 ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР……………………………………………4 1. Углеродное волокно……………………………………………………………….4 2. Производство углеродного волокна……………………………………………...8 2.1 Термостабилизация………………………………………………………………9 2.2 Высокотемпературная обработка………………………………………………14 3. Свойства углеродного волокна…………………………………………………..15 Постановка цели и задач исследования…………………………………………....26 ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ……………………..27 1. Объекты…………………………………………………………………………...27 2. Методика измерений……………………………………………………………..28 ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ……………………………………………………………………30 Сравнение экспериментальных данных с теорией……………………………….30 Объяснение расхождений и закономерности……………………………………..33 Выводы и предложения…………………………………………………………….33 ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………37 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………..38

1) С.Симамура. Перевод с японского канд. Физ.-мат. Наук Ю.М.Товмасяна под редакцией канд. техн. наук Э.С. Зеленского. «Углеродные волокна»//Москва «Мир» 1987. 2) П.Н. Тимошков, Д.В. Севастьянов, М.Н. Усачева, А.В.Хрульков «Существующие и перспективные технологии получения ПАН волокон (обзор)» // ТРУДЫ ВИАМ №11 (83) – 2019, стр. 68 – 72. 3) Редакционная коллегия В. А. Кабанов (главный редактор), М.С. Акутин, Н. Ф. Бакеев, Е. В. Вонский, В.Ф Евстратов, Н.С. Ениколопян, В. В. Коршак, М. М. Котон, Б. А. Кренцель, А.Б. Пакшвер, В. С. Смирнов, Г. Л. Сломинский, С. Я. Френкель, С. В. Якубович « ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ПОЛИМЕРОВ» // Издательство «СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ» - Москва 1974, стр. 702-708. 4)С.Симамура. Перевод с японского канд. Физ.-мат. Наук Ю.М.Товмасяна под редакцией канд. техн. наук Э.С. Зеленского. «Углеродные волокна»//Москва «Мир» 1987, стр. 30-31. 5)R.Eslami Farsani, A.Shokuhfar, A. Sedghi «Процесс изготовления углеродных волокон на основе коммерческих полиакрилонитрильных волокогн мокрого формования»//*Университет технологии им. К.Н. Туси, Тегеран; **Университет им. Имама Хомеини, Казвин, ИРАН), 1995, стр.1-2. 6) В.И. Костиков, А.Н. Варенков «Сверхвысокотемпературные Композиционные материалы»//Москва «ИНТЕРМЕТ ИНЖЕНЕРИНГ», 2003, стр 155-156. 7)С.Симамура. Перевод с японского канд. Физ.-мат. Наук Ю.М.Товмасяна под редакцией канд. техн. наук Э.С. Зеленского. «Углеродные волокна»//Москва «Мир» 1987, стр. 30-31. 8) С.Симамура. Перевод с японского канд. Физ.-мат. Наук Ю.М.Товмасяна под редакцией канд. техн. наук Э.С. Зеленского. «Углеродные волокна»//Москва «Мир» 1987, стр. 38 – 45. 9) Robson Fleming Ribero, Luiz Claudio Pardini, Nilton Pereira Alvies, Carlos Alberto Rios Brito Junior « Thermal Stabilization study of polyacrylonitrile fiber obtained by extrusion» // UFMA, 2015, стр. 523 – 529. 10) Grzegorz Szparaga, Teresa Mikolajczyk, Aneta Fraczek-Szczypta « PAN Precursor Fibres Containing Multi – Walled Carbon Nanotubes» // AGH, 2013, стр 33-36. 11) Reza Eslami Farsani, Ali Shokuhfar, Arman Sedghi «Stabilization of commercial polyacrylonitrile fibres for fabrication of low – cost medium – strength carbon fibres» // Faculty of Mechanical Engineering, K. N. Toosi University of Technology, 2006, стр. 3-9. 12) Harish Kumar RN «Temperature: Stabilization in Oxidation stage during Carbon fiber production» // International Journal of Engineering Science Invention ISSN, 2014, стр. 22-27. 13)V. G. Kulichikhin, I. Yu. Skvortsov, M. I. Mironova, A.N. Ozerin, T. S. Kurkin, A. K. Berkovich, E. I. Frenkin, A. Ya. Malkin «From Polyacrilonitrile, its Solutions, and Filaments to carbon fibers II. Spinning PAN – precursors and their thermal treatment » // Chemistry department of Lomonosov, Moskow State University, 2016, стр. 2 – 15. 14) Stephen Dalton, Frank Heatley, Peter M. Budd «Thermal Stabilization of Polyacrillonitrile fibres» // Departament of Chemistry, University of Manchester, 1999, стр. 5532 - 5541. 15) Bin Wang, Shijie Xiao, Weiyu Cao, Xin Shi, Lianghua Xu « Evolution of Aggregation Structure of Polyacrylonitrile Fibers in the Cyclization Reaction» // National Carbon Fiber Engineering Research Center, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, People’s Republic of China, 2011, стр. 3414 - 3418. 16) M. S. A. Rahman, A. F. Ismail, A. Mustafa «A review of heat treatment on polyacrilonitrile fiber» Membrane Reasearch Unit (MRU), 2007, стр. 1422 – 1431.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1. Углеродное волокно Материалом для изготовления углеродных волокон является прекурсор– полиакрилонитрил. Данный прекурсор позволяет изготовить полиакринитрильное волокно. Данный полимер обладает способностью к циклизации. В настоящее время полиакрилонитрильные волокна и нити (ПАН) представляют наиболее известный вид синтетических волокон. ПАН волокна получают только из растворов. В случае сополимеризации в растворе процесс формования волокон полиакрилонитрила отличается от аналогичного процесса для других химических волокон, так как сополимер растворяется в ограниченном числе растворителей, которые являются гидрофильными нелетучими или малолетучими веществами. Растворитель выбирают с учетом используемой фильеры, будущей структуры физико-механических свойств волокон. Следует использовать растворитель, который растворяет и полимер, и мономер. Для приготовления прядильных растворов используют следующие растворители: диметилформамид (ДМФА), диметилацетамид (ДМАА), диметилсульфоксид (ДМСО), концентрированную азотную кислоту, этиленкарбонад (ЭК), концентрированные водные растворы лиофильных солей, водный раствор роданистого натрия, водный раствор хлористого цинка. Технологическая схема производства ПАН волокна включает: приемка полимера, формования волокна и восстановление растворителя. Известно не мало вариантов основной схемы, которые могут иметь различия по виду применяемых растворителей, способу получения волокнообразующего полимера, методам формования и регенерации растворителя.