徐 威，夏 磊，周兴海，西 鹏，程博闻

(1.天津工业大学 纺织学院，天津 300387；2.天津工业大学 材料科学与工程学院,天津 300387)

纺丝工艺及预氧化条件对离心纺聚丙烯腈基纳米碳纤维的影响

徐 威1，2，夏 磊1，2，周兴海1，2，西 鹏2，程博闻1，2

(1.天津工业大学 纺织学院，天津 300387；2.天津工业大学 材料科学与工程学院,天津 300387)

采用离心纺丝及预氧化碳化技术制备聚丙烯腈基纳米碳纤维，通过正交试验，对离心纺丝制备纳米聚丙烯腈纤维的4个工艺参数(溶液浓度、转速、针头直径和接收距离)进行优化组合，探究最佳的组合工艺；并对聚丙烯腈纤维预氧化工艺中的温度和时间进行组合优化。结果表明：在离心纺丝工艺中，浓度是对纤维直径影响最大的工艺参数，而转速则是对纤维均匀度影响最大的参数；预氧化处理的温度应在250 ℃以上，以280 ℃为宜，且适宜的预氧化时间为2 h。

离心纺丝；工艺参数；聚丙烯腈纤维；预氧化；碳化；纳米碳纤维

纳米碳纤维是一种应用前景极为广泛的高性能纤维，它不仅保留了碳纤维优异的物理和化学性能，而且还赋予了其纳米纤维超高的比表面积，因此具有极高的研究价值。目前制备聚丙烯腈(PAN)基纳米级碳纤维的方法主要是静电纺丝法，此方法获得的纤维直径较细，尺寸分布均匀，具有良好的力学、吸附及导电性能[1-2]，但是静电纺丝法存在纺丝速度慢、技术难度大等问题[3]，影响了静电纺丝法在规模化制备纳米碳纤维方面的应用。

离心纺丝法是一种新型的纺丝方法[4]，此方法可快速制备纳米和微米级纤维，而且设备简单，技术难度小，具有规模化应用的潜力[5-10]。……