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聚丙烯腈(PAN)基炭纤维的生产过程包括聚合、纺丝、稳定化、炭化等步骤。聚丙烯腈纤维(PANF)的稳定化是制备PAN炭纤维非常关键且耗时最长的步骤，决定着最终炭纤维的结构和性能。PANF的稳定化方法主要采用气相稳定化法、液相稳定化法和固相稳定化法三种方法。
气相稳定化法已经比较成熟，但是也有不足之处，如过程复杂需要在不同的温度段下升温稳定化，时间长，成本高。相对于气相稳定化，液相稳定化传热均匀、反应缓和、反应过程所需时间有可能缩短，并且适用于大丝束的纤维生产，处理设备相对也更加简单。但是关于这方面的研究报道不多。本论文通过试验选定了有机溶剂丙三醇、有机氧化剂邻硝基甲苯作为稳定化试剂，进行了纤维的液相稳定化过程，并制得了炭纤维。考察了PANF的热性能；通过FT-IR分析方法表征了稳定化过程中纤维的结构官能团的变化。并通过密度分析法、扫描电镜分析仪、元素分析、以及广角X射线衍射法(WAXD)等研究了在不同的时间和温度下由液相稳定化所得纤维的结构变化。
本论文的主要研究内容和结论如下：
1.通过DSC法较详细地研究了PANF在不同升温速率下的环化反应动力学，得出其活化能为230.69 kJ/mol，反应级数为一级。不同的纤维，有不同的DSC曲线，其动力学参数也发生变化。由外推法得到当升温速率为零时，可得到放热峰峰值为256.8℃，即说在温度保持恒定的情况下，环化反应放热峰峰值所对应的温度，在此温度下环化反应反应激烈，释放出大量的热量，因此在此温度范围内制定合适的工艺条件是制备高性能纤维的关键。
2.根据稳定化工艺要求，经过多次试验，确定了有机溶剂丙三醇以及氧化剂邻硝基甲苯作为稳定化试剂。由丙三醇、邻硝基甲苯配置的溶液，能较好的进行纤维的稳定化。火柴点燃纤维时，纤维呈亮红色。将稳定化纤维置于二甲基亚砜溶液中80℃下侵蚀4小时，前后质量变化很小，可忽略不计。说明稳定化过程中，环化交联反应能完全进行。当氧化剂浓度低于3％时，稳定化过程时间较长，至少4小时以上；当浓度为3％或高于3％时纤维稳定化时间一般在1.5-2小时左右，用此溶液进行稳定化时，所得纤维结构较均匀。
3.通过密度分析法、扫描电镜分析仪、元素分析、差示扫描量热分析(DSC)、傅立叶变换红外光谱法(FT-IR)以及广角X射线衍射法(WAXD)等研究了不同时间和温度下由液相稳定化所得纤维的结构变化。随稳定化时间、温度的增加，纤维的致密性增加，纤维的密度逐渐增大，纤维密度符合炭纤维的制备要求；所得稳定化纤维表面光滑，结构均匀，截面没有皮芯结构；随时间、温度增加，纤维的环化度逐渐增加，稳定化纤维的结构转变完全，结构均匀。
4.所得稳定化纤维按常规炭化后，在未牵伸条件下其强度可达到2.02Gpa。