王贺团，沈志刚，李磊，姜泽明，陈明明

(中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，上海 201208)

0 引言

碳纤维，由于其具有高强度、高模量，且具有良好的导热、导电、耐高温、耐腐蚀等特点，是目前商用价值最高的无机纤维材料之一[1]。聚丙烯腈基碳纤维作为用于先进复合材料的主要增强纤维，在航空航天和国防工业中是不可替代的高新技术材料[2]。聚丙烯腈(PAN)原丝是制备高性能碳纤维的前提，没有质量好的原丝，就不可能生产出好的碳纤维[3]。PAN原丝的质量不过关已成为制约我国碳纤维工业发展的瓶颈，如何有效地改进PAN原丝的质量已经迫在眉睫[4]。

纤维制备中，致密化过程起着承上启下的作用[5]。在干燥致密化过程中，需要在高于丝束玻璃化温度条件下进行[6]，使纤维内孔隙中的水分子溢出从而使得微孔发生融合，成为互相不通的孤立微孔并几乎消失，从而使原纤排列变得致密[7]。干燥致密化的时间与温度是影响干燥致密化程度的两个关键因素[8]。合适的干燥致密化工艺可以有效提高纤维的致密化和均质化。

干燥致密化的条件包括干燥致密化温度和干燥致密化时间。本研究通过改变这两个工艺制备了一系列PAN纤维，对PAN纤维进行了扫描电子显微镜、X射线衍射、近红外紫外测色和拉伸性能的表征，建立了干燥致密化工艺和PAN纤维结构、性能之间的关系。

1 实验部分

1.1 实验原料

采用湿法纺丝，将PAN原液经计量和过滤，从3K喷丝板挤出在二甲基亚砜水溶液中进行凝固，凝固后的PAN初生纤维再经过热水牵伸和水洗后，采用热辊对纤维进行干燥致密化，获得线密度为1.70 dtex的PAN纤维。……