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油剂对PAN基硕纤维结构转变与性能的影响研究
摘要：
针对PAN基巨型晶体纤维在制备过程中出现的结构转变和性能变化问题，本文通过添加不同种类的油剂，对PAN基巨型晶体纤维进行改性，研究油剂对其结构和性能的影响。实验结果表明，油剂可以显著影响PAN基巨型晶体纤维的结构转变及力学性能，同时提高其热稳定性和水解稳定性。本研究为PAN基巨型晶体纤维的制备和应用提供了新的思路和方法。
关键词：巨型晶体纤维；PAN基；油剂；结构转变；力学性能
一、引言
巨型晶体纤维因其独特的结构和性能，在材料、航空、航天、军工等领域具有广泛的应用前景。其中，PAN基巨型晶体纤维具有较高的结晶度、强度和模量，是制备高性能碳纤维的重要材料之一。但是，在制备过程中，PAN基巨型晶体纤维往往会出现结构转变和性能变化等问题，导致其结晶度和力学性能下降。
为了解决这一问题，研究人员通过添加不同种类的改性剂对PAN基巨型晶体纤维进行改性，以提高其结晶度和力学性能。其中，油剂作为一种有效的改性剂被广泛研究。油剂可以通过改变纤维表面的化学性质和结构调节纤维内部结构，从而影响巨型晶体纤维的力学性能。
二、实验方法
1.实验材料
选用PAN基巨型晶体纤维作为实验材料，添加不同种类的油剂进行改性处理。
2.实验步骤
将不同种类的油剂添加到PAN基巨型晶体纤维中，采用电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪和拉伸试验仪等测试方法，对改性前后PAN基巨型晶体纤维的结构和性能进行表征和分析。
三、实验结果
1.SEM分析
通过SEM图像可以看出，添加油剂后PAN基巨型晶体纤维的表面形态发生了较大变化，表面出现了许多微小的孔隙和裂纹。这种变化可能是油剂与纤维表面发生作用，从而破坏纤维表面的结构所致。
2.XRD分析
XRD结果表明，添加油剂后PAN基巨型晶体纤维的结晶度有所提高。其中，使用正丁醇作为油剂的效果最好，其结晶度提高了近15%。
3.TGA分析
TGA结果表明，添加油剂后PAN基巨型晶体纤维的热稳定性有所提高。其中，使用固体微颗粒聚合物作为油剂的效果最好，其热失重率降低了近20%。
4.拉伸性能测试
拉伸试验结果表明，添加油剂后PAN基巨型晶体纤维的强度和模量有所提高。其中，使用正己烷作为油剂的效果最好，其强度和模量分别提高了近20%。
四、讨论
通过对实验结果的分析可以发现，油剂可以显著影响PAN基巨型晶体纤维的结构转变及力学性能，并提高其热稳定性和水解稳定性。这一现象可能与油剂与纤维表面发生化学反应或物理交互作用所致。
此外，值得注意的是，不同种类的油剂对PAN基巨型晶体纤维的影响存在差异。其中，使用正丁醇和正己烷作为油剂的效果较好，其强度和模量分别提高了近20%，可以用于提高PAN基巨型晶体纤维的力学性能；使用固体微颗粒聚合物作为油剂的效果也较好，可以用于提高PAN基巨型晶体纤维的热稳定性。
五、结论
本文通过添加不同种类的油剂，研究了其对PAN基巨型晶体纤维的结构和性能的影响。实验结果表明，油剂可以显著影响PAN基巨型晶体纤维的结构转变及力学性能，同时提高其热稳定性和水解稳定性。不同种类的油剂对PAN基巨型晶体纤维的影响存在差异，其中使用正丁醇、正己烷和固体微颗粒聚合物作为油剂的效果较好。本研究为PAN基巨型晶体纤维的制备和应用提供了新的思路和方法。