乔琨
,
朱波
,
高学平
,
谢奔
,
袁华
,
吴益民
,
张春雷
功能材料
采用拉挤成型工艺制备碳纤维增强环氧树脂基复合材料，并对其进行人工加速紫外老化实验，对不同老化时间的试样进行弯曲强度测试、冲击强度测试、动态热机械分析（DMA）。结果表明，紫外老化仅影响到受紫外辐射的碳纤维环氧复合材料最外层，使对外层性能敏感的力学性能下降；紫外老化使复合材料玻璃化转变温度（Tg）提高，老化前期提高幅度相对较大，后期变化不明显；随着老化时间的增加，受到紫外辐射的最外层碳纤维／环氧树脂界面受到一定程度削弱。
关键词:
碳纤维
,
环氧树脂
,
复合材料
,
紫外老化
谢奔
,
朱波
,
王政
,
井敏
,
王进军
,
张春雷
,
吴益民
功能材料
为了提高聚丙烯腈（PAN）初生纤维的可拉伸性能,将溶液纺丝得到的初生纤维进行不同时间的恒温干燥处理,研究其拉伸性能随干燥时间的变化规律。结果表明,干燥处理可以大幅度提升PAN初生纤维的力学性能,其拉伸强力可达10.3cN,断裂伸长可达263.5%;随着干燥时间的延长,纤维的可拉伸性能增强,经过10h干燥后的初生纤维具有最佳可牵伸性能;而拉伸速率的提高可以有效促进未干燥初生纤维的拉伸变形,而对干燥处理后纤维的拉伸性能的影响不大。用SEM观察纤维断裂形貌发现,PAN纤维的致密性随牵伸比的增加而提高。
关键词:
聚丙烯腈
,
初生纤维
,
干燥
,
拉伸性能
,
断裂形貌
谭婷婷
,
王成国
,
井敏
,
冯志海
,
杨云华
,
陈旸
,
谢奔
功能材料
采用场发射扫描电子显微镜、广角X射线衍射、元素分析、高分辨透射电子显微镜对东丽T700S、T700G和东邦UT500 3种碳纤维的表面和断面形貌、化学组成及石墨微晶等微观组织结构进行了表征,比较了这3种碳纤维的微观结构差异,并分析了这些差异对力学性能的影响。结果表明,T700G碳元素含量较高,氮元素含量较低,它的石墨微晶尺寸较大,取向度较高,这是它比T700S拉伸模量高但断裂伸长率低的原因;UT500的表面结构与断面结构不如T700S和T700G好,微晶尺寸也较小,但它的直径略细,而且石墨微晶内（002）晶面排列比T700S和T700G更规整,导致UT500的综合力学性能略优于T700S和T700G。
关键词:
PAN基碳纤维
,
微观组织结构
,
力学性能
刘玉兰
,
王延相
,
周海萍
,
刘峰钰
,
王成国
,
谢奔
材料科学与工程学报
碳纳米管添加到聚合物中对其结构和性能都有深远的影响,本文通过浓硝酸对碳纳米管改性后,采用水相沉淀聚合的方法制备了聚丙烯腈/碳纳米管复合材料,同时研究了碳纳米管经过浓硝酸处理后其化学结构的变化;探讨了碳纳米管对聚丙烯腈复合材料热学和结晶性的影响。研究表明,浓硝酸常温处理不仅能除去杂质,还可以在碳纳米管表面引入羧基等含氧基团;加入碳纳米管后,聚丙烯腈的预氧化温度有一定程度的提前,放热量明显降低,同时对聚合物的结晶度也有一定程度的影响。
关键词:
聚丙烯腈/碳纳米管
,
复合材料
,
水相沉淀聚合
,
热性能
,
结晶性
高峰
,
王成国
,
朱波
,
王延相
,
谢奔
,
赵圣尧
高分子材料科学与工程
以二甲基亚砜/二-甲基乙酰胺(DMSO/DMAc)为混合溶剂,选择高黏均分子量(Mη)聚丙烯腈(PAN)为研究对象,系统研究了温度、溶剂比例、分子量、固含量对混合溶剂纺丝原液流变性的影响.结果表明,纺丝原液的表观黏度随分子量、固含量的增大而增加,随温度升高而降低,随溶剂比例先增加后减小,在V(DMSO):V(DMAc)=1.25∶1处出现最小值,随后逐渐增加.PAN的结晶度随溶剂体积比增大而升高,在1.25∶1时结晶性能最优.最终实验确定PAN纺丝原液可纺性最佳条件为:纺丝温度60℃～70℃,溶剂体积比1.25∶1,固含量14％ ～16％.
关键词:
聚丙烯腈
,
混合溶剂
,
表观黏度
,
可纺性
王丽民
,
王延相
,
谢奔
,
刘玉兰
,
杨依真
,
王成国
材料导报
分析了石墨烯的制备方法及其优缺点,为了实现大量生产石墨烯薄膜,提出了采用有机-无机转化方法制备石墨烯.将高分子量、低分子量分布的聚丙烯腈与二甲基亚砜配制成溶液,并制成分子结构为螺旋线性的截面形状为扁平的石墨烯薄膜带前驱体,前驱体经过热水、蒸汽牵伸(取向度高)、预氧化(环化和交联)和碳化(芳构化)后制成了石墨烯薄膜带.
关键词:
石墨烯薄膜
,
前驱体
,
预氧化
,
碳化
袁华
,
王成国
,
卢文博
,
张姗
,
陈旸
,
谢奔
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.07.002
滑动受流条件下,树脂基滑板材料的温升会影响滑板使用的稳定性.采用炭化-液相浸渍法对滑板进行热稳定性及致密化处理,系统分析了热处理前后滑板性能的变化,并对致密化效果进行评价,利用磨损表面扫描图像分析摩擦磨损机理.结果表明:经过800℃热处理后,滑板的耐温性提高；热处理及浸渍后,受电弓滑板试样电阻率明显减小,热处理之后电阻率降低约100％；冲击强度降低,摩擦因数增大,体积磨损量增加；经过4次致密化处理后,滑板的气孔率下降约45％；冲击性能和摩擦磨损性能有所提高；未热处理的受电弓滑板在摩擦过程中主要的机械磨损形式是磨粒磨损和黏着磨损；热处理后磨粒磨损是主要磨损形式.
关键词:
炭纤维
,
液相浸渍
,
电阻率
,
气孔率
,
摩擦磨损机理
于美杰
,
徐勇
,
王成国
,
朱波
,
林雪
,
谢奔
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.3.016
用差示扫描量热仪(DSC)研究了聚丙烯腈/衣糠酸共聚物纤维在氧化性气氛(空气)和非氧化性气氛(氩气)下环化反应和氧化反应受升温速率的影响,分析了这两种反应之间的相互作用和反应机理;结合傅里叶红外光谱(FTIR)对DSC回收样品的分析研究了环化反应的诱导期.结果表明,环化反应的引发存在一定的诱导期,升温速率越快,诱导期越长;在缓慢升温条件下,氧的充分扩散使一部分氧化反应与环化反应可以同时进行;在预氧化初期,氧化性气氛具有引发环化反应、缩短环化反应诱导期的作用,而在预氧化后期则阻碍环化,这种阻碍作用随着升温速率的提高而逐渐减弱.
关键词:
碳纤维
,
预氧化
,
动力学
,
诱导期
林治涛
,
朱波
,
林雪
,
谢奔
,
昊益民
,
王强
功能材料
在聚丙烯腈基碳纤维原丝纺丝过程中,在干燥致密化之前使用不同的油剂上油,干燥致密化不同的时间,制得PAN纤维。利用SEM、XRD、纤维细度仪、纤维强伸度仪等分别对PAN纤维的表面形貌、晶体结构、纤度、强度、断裂伸长率和体密度进行研究。结果表明油剂可以有效防止纤维变形、粘连、并丝和表面缺陷的产生;随着致密化时间的增加,PAN纤维晶面间距、晶粒尺寸和断裂伸长率变小,结晶度、强度和体密度变大,纤度不变;使用不同的油剂和浓度,最后得到的PAN纤维的性能不同。
关键词:
油剂
,
致密化时间
,
晶体结构
,
力学性能
,
体密度
谢奔
,
朱波
,
王政
,
赵亚奇
,
曹伟伟
功能材料
为了制备具有良好可牵伸性能的PAN初生纤维,利用XRD、纤维强伸度仪、SEM等手段,分析了纺丝液温度、凝固浴温度和喷丝速度对初生纤维结晶和力学性能的影响。结果表明降低纺丝液温度和凝固浴温度减弱了PAN初生纤维的结晶能力,其中凝固浴温度的作用效果更为明显,结晶度的下降有利于提高初生纤维的断裂伸长率,而不会造成断裂强度的降低。加快喷丝速度能促进PAN初生纤维成形过程中的拉伸变形,有效降低了初生纤维的纤度并提高了其可牵伸性能。
关键词:
聚丙烯腈
,
初生纤维
,
结晶
,
力学性能
,
结构形貌
