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中国反应性高分子期刊2007，16（12）：108111文章：1004-7646（2007）02-0108-04 纳米碳纤维的制备聚合物混合技术 凌 芬 杨鹏飞 潘 玮 杨胜琳 李 光 中国上海200051,东华大学材料科学与工程学院【摘要】：聚合物混合技术是一种新颖的方法来产生碳纳米纤维。在本文中,我们已经准备好碳纤维和多孔碳材料通过这种技术,我们将讨论实验结果通过扫描电镜（SEM），热重分析(TGA)，元素分析等。【关键词】：碳纳米纤维，聚合物混合物，湿法纺丝，相溶性，形态【图书分类号】：TQ342 【文学标识】：A 1.说明碳纤维是一种高性能纤维,显示非常重要的使用在许多领域。碳纳米纤维是一种新形式的碳纳米纤维直径大小和巨大的米长度的比率在直径。报道的方法来准备纳米碳纤维包括蒸汽增长,静态纺纱。最近共混聚合物技术已经发展为一个新颖的方法来准备碳纳米材料,包括碳纳米管和纳米碳纤维。在本文中，一种方法被提出即准备纳米碳纤维的聚合物共混物技术。纳米碳纤维的形态已被调查研究。 2.实验 聚丙烯腈聚合物共混超滤膜（PMMA）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯 （PS）被用作热可分解聚合物（TDP）；聚丙烯腈（PAN）作为碳前体聚合物（CPP）。CPP和TDP聚合物共混准备通过溶液混合。混合纤维湿法纺丝后获得的。在氧化和碳化中除去热可分解聚合物。碳纳米纤维也准备了这种方式。在氧化过程中,纤维在空气中被加热的温度上升的环境中从180 C到280 C年断断续续。在碳化过程中,纤维被加热了半个小时在大气中氮的气体在1000 C。 碳前体聚合物（CPP） 聚合物共混物后湿法纺丝形成热可分解聚合物（TDP） 溶液混合 纤维 碳纳米纤维碳化氧化 3.结果与讨论3.1 碳纳米纤维的解析与形态图1显示了形态学的横截面的不同的混合纤维后湿法纺丝成形后获得的照片。混合这三种聚合物共混比例是3/7(CPPTDP)。图1a和图1b所示,CPP是分散在TDP矩阵作为群岛,在三个系统中，PAN/PMMA混合的兼溶性要好与PAN/PVC和PAN/PS。 a PAN/PMMA b PAN/PVC c PAN/PS 图1 扫描电镜 湿法纺丝成形后获得的横截面的不同的混合纤维的照片 图2是扫描电镜下不同共混聚合物炭化后在1000 C的照片。它可以看到,剩下的PAN / PMMA碳纳米纤维。这些纤维的直径范围从200纳米到500纳米之间,其中有些是少于200 nm直径,图3a所示。所以PAN / PMMA被选作进一步的研究。a PAN/PMMA b PAN/PVC c PAN/PS 图2 扫描电镜下不同共混聚合物炭化后在1000 C的照片 如果PAN的比率对PMMA改变,形态的剩余物可能是不同的。图3显示了碳化后PAN/ PMMA混合不同混合比例3/7和7/3下形态的剩余物。剩余物的混合在一个3/7(PAN / PMMA)混合比率是碳纳米纤维(图3a),而系统的剩余物混合比率为7/3 的多孔炭纤维可以称为活性炭纤维(图3b)。 图3 扫描电镜 碳化后PAN/ PMMA混合不同混合比例3/7和7/3下形态的剩余物。含PAN比率：a，30%； b：70%3.2元素分析表1是碳元素在PAN / PMMA(3/7)混合纤维在不同碳化温度下剩余物中的质量分数。碳元素的含量随温度的增加而增加。 表1 PAN / PMMA(3/7)混合纤维中剩余物的碳含量 PAN/PMMA(3/7) 1# 2# 3# 4# 碳化温度（C） 400 600 800 1000碳含量（Wt%） 57.13 53.29 63.02 72.80 4.结论聚合物混合是碳纳米纤维开发的准备，它的解决方案是混合碳前体聚合物和热可分解聚合物。碳纳米纤维可以产生的热可分解后去除聚合物炭化的PAN/ PMMA混合纤维。碳前体聚合物(PAN)关键是获得删除热死致点（TDP）通过碳化的纳米碳纤维，碳前体聚合物(PAN)分布在原纤维形态来自热可分解聚合物(PMMA)基质。参考【1】Mordkovich V.Z.,化学工程理论基础 J,2003,37(5)：429438.【2】Lee B. O.,Woo W. J.，Park H. S. et al.，材料科学杂志J,2002， 37(9):18391843.【3】赵佳香,高科技，纤维与应用程序 J,2003.28(2):610.【4】Denisa Hulicova,Asao Oya, 碳J,2003,41(7):14431450.【5】Ozaki J.,Ohizumi W., Igarashi K., Nakahara M., Oya A., 碳J,1997,35(7):10311033.【6】Nirav Patel,Keiji Okabe, Asao Oya, 碳J,2002,40(3):315320.纳米碳纤维的制备聚合物混合技术作者：凌 芬 杨鹏飞