聚丙烯腈原丝预氧化过程中长周期结构的生成

周怡然^1,2，肖瑛阁²，何烨^1,2，曹维宇^1,2

1. 北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室2. 北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室

摘 要：通过在线实时采集预氧化过程中聚丙烯腈纤维二维小角X射线散射(SAXS)花样,利用环化反应导致的电子云密度改变产生的SAXS谱图变化,研究亚微米结构在环化结构形成过程中的温度依赖性。根据所建立的环化及未环化的两相模型,在对散射信息中的微孔结构和长周期结构的叠加信号进行合理分离的基础上,研究了预氧纤维中长周期结构的生成和演变过程。结果表明,预氧化初期产生的环化相与非环化相呈现周期性结构堆砌,并随着温度的进一步升高逐渐趋于均一体系。同时结合相关函数分析方法,计算了长周期结构中环化相和非环化相厚度等结构参数,提出了预氧化程度的小角X射线散射定量表征的方法。

关键词：聚丙烯腈原丝;预氧化;长周期结构;小角X射线散射;