1、PAN纖維的穩(wěn)定化(預氧化)是制備碳纖維的關鍵步驟之一。研究PAN纖維官能團的化學反應,掌握PAN纖維熱處理過程化學結構、化學反應與溫度之間的關系,為今后穩(wěn)定化控制PAN纖維預氧化結構的生成和最終碳纖維結構都有重要意義。本文以均聚PAN纖維作為研究對象,在氮氣保護下,從低溫到高溫連續(xù)對PAN纖維進行熱處理,研究了各溫度下PAN纖維形成的化學結構,研究了PAN纖維官能團的優(yōu)勢反應與溫度的依賴性,推測反應機理。
　　 借助DSC、F

2、T-IR和NMR等手段研究了氮氣氣氛中均聚PAN纖維穩(wěn)定化過程的熱效應、化學結構、化學反應與溫度的關系。研究發(fā)現(xiàn):
　　 1、PAN纖維熱穩(wěn)定化過程中的熱反應存在溫度時間效應。在氮氣下,PAN纖維熱反應活化能大,達到反應能壘要較高的溫度;在空氣下,氧的參與使得PAN纖維熱反應活化能降低,在較低溫下發(fā)生熱反應。同等溫度下,PAN纖維在氮氣中的化學反應常數(shù)遠大于空氣。
　　 2、在惰性氣氛中,PAN纖維的官能團CN、CH2、

3、CH化學反應活性不同,CN受熱激發(fā)生成自由基的活化能較低,首先發(fā)生熱化學反應,150℃時CN先形成自由基引發(fā)環(huán)化反應,形成C=N結構;CH2\CH受熱激發(fā)生成自由基活化能較高,170℃時CH2\CH才表現(xiàn)出脫氫反應,生成C=C結構,此C=C結構與已生成的C=N轉化為六元環(huán)上的-C=N-C=C-共軛結構。
　　 3、170℃-260℃溫度區(qū)間,PAN纖維同時發(fā)生環(huán)化和脫氫反應,纖維內(nèi)部-C=C-C=N-共軛骨架結構逐漸增加,230