晶态结构对PAN原丝后续物理变化及化学反应的影响

摘要

晶态结构作为PAN原丝多级结构的一种，其结构特征影响PAN原丝在后续热处理过程的反应。对不同晶态结构特点的PAN原丝进行预氧化处理，采用XRD衍射表征PAN纤维的晶态结构（物理）变化，红外光谱法表征PAN纤维的化学反应，揭示原丝晶态结构对预氧化进程的影响。研究结果表明：PAN原丝的晶态结构影响预氧化反应及预氧化进程，结晶度小的PAN原丝在预氧化进程中，由于其结构疏松，有利于氧的扩散，促进环化反应和初期氧化反应，每个阶段的PAN纤维相对环化率和芳构化指数都较高，预氧化反应程度较高；结晶度相差不大而晶粒尺寸大的PAN原丝，相对环化率较小，芳构化指数相对较小；原丝结晶度的差异对预氧化过程中晶粒尺寸的变化起决定性作用，结晶度大的PAN原丝到预氧化后期还能保持较大的晶粒尺寸。