静电纺丝法制备聚丙烯腈纤维及其预氧化的研究的开题报告.docx

静电纺丝法制备聚丙烯腈纤维及其预氧化的研究的开题报告 一、研究背景及意义 聚丙烯腈纤维是一种优良的高强度、高模量纤维材料，广泛应用于制备碳纤维、防弹材料、过滤材料等领域。其制备方法主要包括湿法纺丝和干法纺丝两种，其中干法纺丝又可分为静电纺丝和喷雾干法纺丝两种。静电纺丝法具有工艺简单、纤维直径小、纤维排列有序等优点，在聚丙烯腈纤维制备中得到了广泛应用。同时，将聚丙烯腈纤维进行预氧化处理后，可以制备出高性能的碳纤维，具有广泛的应用前景。 二、研究内容及目标 该研究旨在通过静电纺丝法制备聚丙烯腈纤维，并将其进行预氧化处理，以制备出高性能的碳纤维。具体研究内容包括： 1. 研究纺丝溶液的制备工艺，包括溶剂类型、浓度、添加剂等因素对纤维性能的影响。 2. 研究静电纺丝工艺参数的优化，如高压电场强度、纺丝距离等因素对纤维直径及排列方式的影响。 3. 对聚丙烯腈纤维进行预氧化处理，研究不同温度、氧气流量等处理条件对纤维性能的影响。 4. 分析所制备聚丙烯腈纤维及其预氧化产品的结构、力学性能、热稳定性等性能指标。 三、研究方法 本研究主要采用静电纺丝法制备聚丙烯腈纤维，并对其进行预氧化处理。具体实验流程如下： 1. 预处理聚丙烯腈原料，使其具有适合纺丝的性质。 2. 制备不同配方的纺丝溶液，采用静电纺丝法制备纤维。 3. 对所制备纤维进行表征，包括直径、形态、结构等方面的分析。 4. 对纤维进行预氧化处理，研究处理条件对纤维性能的影响。 5. 分析处理后的纤维结构、热稳定性、力学性能等性能指标。 四、研究预期成果 本研究预计可以制备出直径较小、排列有序的聚丙烯腈纤维，并通过预氧化处理制备出性能优异的碳纤维。同时，将研究聚丙烯腈纤维静电纺丝工艺及预氧化处理的相关机理，为该领域的进一步研究提供参考。 五、研究进度安排 本研究计划为期两年，具体进度安排如下： 第一年： 1. 研究聚丙烯腈纤维静电纺丝工艺，制备出初步的纤维产品。 2. 分析所制备纤维的直径、形态、结构等性质，并对制备工艺进行优化。 3. 对聚丙烯腈纤维进行预氧化处理，并分析处理后的纤维性质。 第二年： 1. 研究纤维的热稳定性、力学性能等性质，评估所制备的纤维的性能。 2. 对制备工艺及预氧化处理机理进行分析研究，提出相应的建议和优化方案。 3. 完善论文撰写，并完成毕业论文的答辩。