木材液化物碳纤维的制备、结构和性能

前言

第一章绪论

第一节碳纤维及其应用

一、引言

二、碳纤维的发展概况

三、碳纤维及其制品的应用

第二节木质基人造丝碳纤维的研究现状

一、木质基人造丝碳纤维的种类

二、木质基人造丝碳纤维的研究概况

第三节木材液化物及制备碳纤维材料构想

一、木材液化及其产物

二、木材液化产物制备碳纤维材料的技术路线

第二章木材液化物碳纤维纺丝液的合成

第一节绪言

第二节纺丝液合成工艺及其对原丝性能的影响

一、纺丝液合成工艺

二、纺丝液合成因素对原丝性能的影响

三、木材液化物纺丝液的最佳合成工艺条件

第三节木材液化物纺丝液的红外光谱研究

第三章木材液化物碳纤维原丝的纺制及固化

第一节绪言

第二节纺丝、固化工艺因素对原丝性能的影响

一、收丝辊转速对原丝性能的影响

二、固化液中盐酸浓度对原丝性能的影响

三、固化时间对原丝性能的影响

四、固化升温速率对原丝性能的影响

第三节木材液化物碳纤维原丝的最佳制备工艺

一、正交试验的因素水平及试验方案设计

二、正交试验结果分析

三、验证试验结果分析

第四章木材液化物碳纤维原丝的结构及热力学性质

第一节绪言

第二节木材液化物碳纤维原丝的形态特征

第三节木材液化物碳纤维原丝的结构研究

一、固化时间对木材液化物原丝结构的影响

二、木材液化物、纺丝液、原丝的结构研究

第四节木材液化物碳纤维原丝的热力学性质

一、木材液化物、纺丝液、原丝的TG图谱

二、木材液化物原丝的Dsc图谱

三、木材液化物原丝热解反应动力学

第五章炭化工艺因素对木材液化物碳纤维性能的影响

第一节绪言

第二节炭化工艺因素对碳纤维性能的影、响

一、试验方法

二、炭化温度对碳纤维性能的影响

三、升温速率对碳纤维性能的影响

四、炭化时间对碳纤维性能的影响

五、原丝及其碳纤维性能比较

第六章木材液化物碳纤维的微结构及表面性质

第一节绪言

第二节木材液化物碳纤维的形态特征

第三节木材液化物碳纤维的XRD研究

第四节木材液化物碳纤维的拉曼光谱研究

一、不同炭化温度木材液化物碳纤维的拉曼光谱分析

二、不同苯酚／木材值碳纤维的拉曼光谱分析

第五节木材液化物碳纤维的比表面积及孔隙分布

一、炭化温度对碳纤维比表面积的影响

二、炭化温度对碳纤维孔隙分布的影响

三、原料对碳纤维比表面积及孔径的影响

主要参考文献

　　本书的研究以可再生的木材为原料，通过系统地研究其苯酚液化物纺丝液的合成工艺、原丝及其碳纤维的制备工艺，成功地制备出了木材苯酚液化物碳纤维；并且对木材苯酚液化物纺丝液及其原丝的形态特征、分子结构转变过程及热学性能进行了分析和讨论；探讨了不同炭化温度下木材苯酚液化物碳纤维的微结构变化、石墨微晶的形成、石墨化转化程度以及材料的比表面积及孔隙结构与分布情况。由于“十一五”期间，国家将重点扶持以木材为主的林业生物质能源与材料高新技术产业的发展，提高林业资源的综合利用水平和产业附加值。因此，该项研究不但可以实现碳纤维原料的可持续利用，而且降低了碳纤维的生产成本，同时也为其他林业生物质资源的高效利用提供了新途径，这必将在环境保护和资源储备等方面具有十分重要的意义。本书反映了木质生物质原料制备碳纤维材料的最新研究成果，特别是在木材液化物碳纤维的制备工艺方面独具特色，研究内容新颖，必将促进我国生物质液化物碳纤维的不断发展和深入研究。　　碳纤维是先进复合材料中最重要的增强材料，是进入21世纪的最具诱惑的纤维增强材料。随着化石资源的日益短缺和环境的不断恶化，研究碳纤维化石原料的可替代资源显得非常重要。木材液化物作为化石资源的新型替代品而备受关注。经过国内外研究者近几年的不懈努力，以木材液化物为原料的碳纤维材料取得了重大进展。本书在参阅大量国内外文献和专利的基础上，结合作者几年来生物质碳纤维研究工作的成果，全面介绍和论述了木材液化物纺丝液、原丝及其碳纤维材料的制备工艺和方法、反应机理、微观结构和性能，有助于开拓木材等生物质资源的综合利用和深入开发研究。　　本书适合从事木材科学、碳素纤维、林产化工、轻化工程、环境工程及生物质资源综合利用等科研人员、工程技术人员、高校师生以及管理人员阅读与参考。