低温碳化过程PAN氧化纤维骨架结构转变

王统帅^1,2，童元建^1,2，罗莎^1,2，昌志龙^1,2，徐樑华^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：为实现PAN纤维在低温碳化过程的结构调控,利用核磁共振碳谱（13C-NMR）研究了PAN预氧化纤维在500～800℃的低温碳化过程中骨架结构的演变.结果表明:在低温碳化过程中,随着碳化温度的升高,预氧化纤维骨架结构中饱和的CH、CH2和C O结构逐渐消失,共轭—HC C<和>C N—逐渐减小,共轭>C C<逐渐增加,纤维形成多层多环芳香结构;多环芳香结构平均层数与碳化温度密切相关,经500、600、700、800℃碳化处理后,纤维骨架结构中多环芳香结构平均层数分别达到1.29、2.17、2.81和3.42;在较低碳化温度（500℃）,多环芳香结构平均层数随碳化处理时间延长增加不明显,在较高碳化温度（700℃）,多环芳香结构平均层数随碳化处理时间呈线性增加.

关键词：聚丙烯腈基碳纤维;固体核磁碳谱;骨架结构;多环芳香结构;