溶胀剂对Lyocell纤维结构及低温热裂解行为的影响

摘要

以自制Lyocell纤维为碳纤维前驱体,分别选取氢氧化钠(NaOH)、乙二胺、硫脲和尿素的水溶液为溶胀剂对Lyocell纤维进行溶胀,纤维溶胀后再经水洗、催化、低温热处理、高温碳化,得到碳纤维;研究了溶胀剂种类和浓度对Lyocell纤维溶胀效果的影响,以及NaOH溶胀对Lyocell纤维的结构、低温热裂解行为、后续碳纤维制备的影响.结果表明:胺类溶胀剂乙二胺、尿素、硫脲对Lyocell纤维无明显溶胀效果;NaOH水溶液对Lyocell纤维的溶胀效果好,在浓度为2 mol/L时溶胀效果最佳,溶胀过程迅速仅需约20 s,且溶胀可以完善纤维结晶结构;经NaOH溶胀处理的Lyocell纤维制备的热处理丝和碳纤维的拉伸强度分别提高18.9％和41.2％;采用NaOH溶胀可以提高催化剂催化效率并有利于后续Lyocell基碳纤维的制备.