聚丙烯腈基碳纤维原丝干喷湿法成形的机理与计算机模拟

摘要

本文以PAN/DMSO/H2O为研究体系，从理论上建立数学模型，来分析碳纤维原丝成形过程中各种参数的变化情况。　　本文从理论上分析初生纤维形成皮层和孔洞的原因。当聚合物溶液细流进入凝固浴后，其与凝固浴相邻的界面受传质影响，组成发生变化，在界面层上发生相分离产生浓相和稀相。因稀相与凝固浴介质相容性好，稀相将整个溶入凝固浴中，使界面层上只剩下浓相，如果浓相组成中固化剂浓度未超过临界固化浓度，则浓相因未完全固化在介质上铺展性能较好，浓相将在界面张力的作用下变形融合，形成无缺陷皮层。反之，界面层中浓相未完全融合处，那些稀相构成了孔洞的开始端。形成的孔洞在纤维后期的拉伸热处理阶段会部分消失。

目录

文摘

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第一章前沿

1.1国内外碳纤维发展历史及现状

1.2PAN原丝干喷湿法纺丝成型基本理论

1.3国内发展PAN基碳纤维急需解决的问题

1.4本工作的研究内容

参考文献

第二章PAN体系纺丝原液在孔道中的流动

2.1孔道中的流动线速度

2.2孔道中的剪切应力

本章小结

参考文献

第三章PAN干喷湿纺成型流变学

3.1纤维成形过程的运动学

3.2介质中纺丝线轴向的力平衡

3.3模拟干喷湿法纺丝运动学

3.4模拟结果与讨论

本章小结

参考文献

第四章PAN/DMSO/H2O三元体系热力学理论及相转变

4.1相转变的理论基础

4.2PAN/DMSO/H2O三元体系相图的计算

4.3湿法纺丝体系中的相分离与凝固过程

本章小结

参考文献

第五章PAN干湿法纺丝中的凝胶化与传质

5.1PAN体系凝胶化时间的估算

5.2PAN-DMSO-H2O湿法纺丝中的传质基本理论及扩散模型

5.3利用有限元方法计算扩散方程

本章小结

参考文献

第六章形成皮层和空洞机理的初步探讨

参考文献

结论

附录

致谢