科创中国
一种PAN基碳纤维包覆微米硼化锆颗粒多层复合纤维的制备方法
发布时间: 2023-05-30
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
新材料技术
成果介绍
一种PAN基碳纤维包覆微米硼化锆颗粒多层复合纤维的制备方法，本发明涉及聚合物/无机纳米复合材料领域，具体涉及一种PAN基碳纤维包覆微米硼化锆颗粒多层复合纤维的制备方法。本发明要解决现有方法制备的多层复合纤维时，陶瓷粉体无法均匀的引入碳的网络结构中的技术问题。本发明以微米级ZrB2粉末作为聚合物纤维的增强材料直接加入到PAN和DMF的静电纺丝溶液中，在静电纺形成的纤维间包覆ZrB2颗粒形成纤维膜，然后进行预氧化和热解。本发明在制备时可以将陶瓷粉体均匀的引入碳的网络结构中，改善了无机材料在聚合物中的分散性，避免了聚合物与无机物之间的复杂络合反应。本发明用于制备PAN基碳纤维包覆微米硼化锆颗粒多层复合纤维。
成果亮点
本发明以微米级ZrB2粉末作为聚合物纤维的增强材料直接加入PAN和DMF的静电纺丝溶液中。利用PAN在针尖放电下形成纳米纤维的机理，在静电纺形成的纤维间包覆ZrB2颗粒形成纤维膜。该方法改善了无机材料在聚合物中的分散性，避免了聚合物与无机物之间的复杂络合反应。最后对PAN/ZrB2纤维膜进行预氧化和热解。
本发明方法在制备得到的多层复合纤维中，可以将陶瓷粉体均匀的引入碳的网络结构中。由SEM图片可以清楚的观察到引入的硼化锆陶瓷粉体已经均匀的分布在纤维膜中。并且本发明根据加入硼化锆的摩尔比的不同可得到拥有不同力学性能的碳纤维膜，由不同硼化锆含量碳纤维膜的应力应变曲线可以看出，随着ZrB2含量的增加，纤维膜的断裂伸长率降低，拉伸强度逐渐增加。
团队介绍
黑龙江大学（Heilongjiang University），位于黑龙江省哈尔滨市，是黑龙江省人民政府和中华人民共和国教育部、国家国防科技工业局共建的省属综合性大学，黑龙江省“双一流”建设国内一流大学A类高校，入选国家卓越法律人才教育培养计划、中西部高校基础能力建设工程、特色重点学科项目、国家建设高水平大学公派研究生项目、中国政府奖学金来华留学生接收院校、全国深化创新创业教育改革示范高校、教育部来华留学示范基地，是世界翻译教育联盟、中俄新闻教育高校联盟、中俄综合性大学联盟、上海合作组织大学、“一带一路”智库合作联盟成员单位。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2023-11-10
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