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羊毛纖維交聯對碳纖維產量和碳纖維形態的影響

2018-11-19 17:52:46 作者：本網整理來源：碳纖維生產技術分享至：

碳纖維的可持續生產：羊毛纖維交聯對碳纖維產量和碳纖維形態的影響

文章題目：Sustainable Production of Carbon Fiber: Effect of Cross-Linking in Wool Fiber on Carbon Yields and Morphologies of Derived Carbon Fiber

文章來源：ACS Sustainable Chem. Eng. 2015, 3, 2660?2668

研究團隊：新西蘭坎特伯雷大學MacDiarmid先進材料與納米技術研究所Mohammad M. Hassan等人

研究內容

大多數碳纖維由不可持續的基于化石燃料的前驅體制成，包括高純度聚丙烯腈（PAN）和瀝青，高純度PAN不僅比羊毛纖維更昂貴，而且由于其單體的全球短缺而產生有限的量。

該團隊探討了各種交聯途徑以改變交聯羊毛纖維在800℃氮氣氛下碳化所得碳纖維的收率和拉伸性能。

研究了一系列離子鍵和共價鍵形成交聯劑，包括雙功能羧酸（琥珀酸和癸二酸）、二磺酸（萘二磺酸）、二醛（乙二醛）和二酐（丁二酸酐和衣康酸酐）。所得碳纖維在化學成分、碳收率、表面拓撲結構、晶體結構、親水性和拉伸性能方面進行了表征，發現交聯處理可使碳產率提高55%，由未經處理和交聯的羊毛纖維生產的碳纖維均表現出超親水性。雖然在本研究中所得碳纖維的抗拉強度相對較低，但所得纖維可作為低模量填料應用于熱塑性復合材料的制造。

圖1. 羊毛纖維與GO，SA3，IA和NDS交聯的反應機理