采用扫描电镜、热质谱等方法分析了硫酸铵/氯化铵/有机硅复合催化体系中有机硅在粘胶基碳纤维制备中的作用。结果表明：有机硅可以与纤维素分子中的羟基形成分子间氢键，使纤维素大分子处于溶胀状态，促进无机催化剂分子向纤维芯层渗透的能力，提高催化剂浸渍效果；有机硅还能与粘胶纤维大分子发生适度交联，提高纤维在中温碳化过程中的拉伸性，提高粘胶碳纤维的性能；
贵宾信息
第 30 卷
问题 5
结合
变得
纤维
方面
工作
行业
V0 . 0 否 5 13 .0e . 2 0 t 0 7
2007 年 10 月
中国与CFBS行业
有机硅在粘胶基碳纤维制备中的作用研究 李辉 温月芳 杨永刚 刘浪 彭恭球 龚文钊 00 0 ) 3 0 1
(中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室，中山，太原西
摘要：利用扫描电镜和热质谱分析了硫酸铵/氯化铵/有机硅复合催化体系中有机硅在粘胶基碳纤维制备中的作用。结果表明：有机硅可以与纤维素分子中的羟基形成分子间氢键，使纤维素大分子处于溶胀状态，促进无机催化剂分子向纤维芯层渗透的能力，提高催化剂的浸渍效果；有机硅还能与粘胶纤维大分子发生适度交联，提高纤维在中温碳化过程中的拉伸性，改善粘胶碳纤维的性能；粘胶纤维在低温下热解时，在纤维表面形成一层保护膜，减少纤维表面的裂纹和沟槽；有机硅还能使粘胶纤维的热解反应由表面向内部缓慢进行，减缓粘胶碳纤维的皮芯结构。
关键词：粘胶纤维 碳纤维
硅酮
氧键
交联
中图分类号：Q5.T326
文档识别码：A
货号：0 104 (070—000 10—0120 )502.3
催化剂在粘胶基碳纤维的制备过程中起着非常重要的作用，有机催化剂通常可以提高粘胶基碳纤维的产率，同时有机催化剂可以提高粘胶基碳纤维的性能。
13分析与测试。
纤维形态观察：采用日本电气公司生产的JO-5EL3C扫描电子显微镜（SEM）观察粘胶纤维丝束SM的表面和横截面形态。T-GMS分析：采用进行热重分析
近年来制备粘胶基碳纤维的新趋势是利用无机催化剂合成粘胶基碳纤维。
升温速度为5 min，气氛为高纯氩气￣/ n气。MSO nSa 20质谱仪，mit0r电子轰击离子源7 V，样品压力0.1 a毛细管保持在Oe入口。5 MP，1 0 C。5 q
对于应用机制的研究也比较深入。
关于化学药剂作用机理的研究很少。俄罗斯关于利用有机硅制备粘胶基碳纤维的报道也仅限于工艺方面，有关有机硅性能及作用机理的报道属于军事和商业机密。作者就有机硅在粘胶基碳纤维制备中的作用进行初步探讨，旨在为我国粘胶碳纤维的进一步发展提供技术参考。1实验11原料。
力学性能：试验采用岛津A SJ万能材料拉力机按照中华人民共和国国家标准G/3 6-18 BT 3 6-18进行。纤维直径：采用X射线显微镜测量单纤维直径按照中华人民共和国国家标准G/3 6-18 BT 3 4 9 2.2结果与讨论2 1有机硅处理的影响。
粘胶原纱：浆粕型粘胶强力纱、棉湖北化纤集团
有限公司；氯化铵：经分析纯化，天津市东丽区天大化学试剂厂生产；铵酸：经分析纯化，北京北化精细硫化工有限公司生产；有机硅催化剂：自制。12工艺路线。
从图1可以看出，用有机催化剂处理的纤维没有
纤维束表面存在严重的纤维平行现象，催化剂在纤维表面堆积。
处理后的粘胶纤维表面比较光滑，纤维分散性很好，无绞合现象，有机硅是由氯硅烷经水解缩合反应得到的，含有比较丰富的端羟基。
将粘胶纤维带先用质量分数为2%的有机硅甲苯溶液处理，再用质量分数为2%的硫酸铵/氯化铵水溶液处理，干燥后在20 ℃空气无氯气氛中裂解2n，然后在氮气气氛中70 ℃碳化2n、130 ℃碳化1min，得到粘胶基碳纤维。
有机硅氧烷预聚体的端羟基活性较高，呈20-31形式，收稿日期：070-1070-9；20-71。作者简介：李晖(96)，男，17岁，博士研究生，研究方向为新型碳材料。