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预氧丝性质

指聚丙x腈纤维在一定温度下经空气氧化而形成部分环化结构的黑色纤维，是碳纤维的中间产品。密度约1.40g/cm3。强度1.4cn/dtex。伸长率23％。模量5gpa。---氧指数40～60。分解温度***640℃。回潮率9％。制法是将聚丙x腈长丝柬在200～300℃空气中预氧化而得。用作高温炉前工作服；坦k兵j服；焊接火花防护片材；绝缘材料；各种石棉代用品；飞机内装饰材料；耐酸、碱滤材；密封材料；座椅内衬织物等。

预氧丝是制备---碳纤维的重要阶段,至今对预氧丝的研究还很少,对辐照下预氧丝微观结构的演化研究也很少。对预氧丝进行γ辐照,采用xrd、saxs、eds等表征预氧丝在辐照下的微观结构演化,进一步采用xrd、raman、saxs、sem对辐照后的碳纤维微观结构进行研究,结合力学性能分析,探讨碳纤维在γ射线辐照下微孔结构的演化与力学性能提升之间的关系。为了初步探索y辐照预氧丝微观结构的演变,采用xrd,saxs进行表征。结果表明,预氧丝(002)层间距在辐照后从3.4824nm减小到3.4513nm,回转半径从1～5nm增大到1～6nm(air)和1～7nm(ar),微孔半径也从1～7nm(原样)增大到1～8nm(air)和1～9nm(ar),尺寸较小的微孔体积分数变小,尺寸较大的微孔体积分数变大,证明γ辐照使得预氧丝的微孔增大。

不同辐照介质下,预氧丝的横截面氧含量变化不一样,在y气中辐照的预氧丝各处的氧含量都呈现下降趋势,在空气中辐照的预氧丝各处氧元素含量都呈现增加趋势,这表明γ射线辐照促进了预氧丝的预氧化进程。t700辐照后002层间距和id/ig都比辐照前更小,未辐照碳纤维微孔长度大约为3～9nm,但是y气中辐照碳纤维的微孔长度减小到1～5nm,环y氯---中为1～7nm。而在平均微孔半径方面,辐照后碳纤维的微孔半径和原样的4.8406nm相比,辐照后碳纤维的微孔半径分别是3.6868nm和3.4223nm。而在y气(ar)中辐照碳纤维的平均微孔半径比环y氯---(ecp)中辐照的小,这就表明活性介质会增大碳纤维表面的微孔。但是在ecp中辐照的碳纤维d002和id/ig与ar中辐照区别不大,表明辐照介质对碳纤维微晶结构和石墨化程度影响很小。结合碳纤维的力学性能变化进行对比,可以发现:介质对碳纤维的结晶结构和石墨化程度影响很小,相反,对微孔结构影响很大,这与碳纤维力学性能变化趋势一致。因此得出结论:y辐照下碳纤维力学性能随着微孔尺寸的减小而增大。

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