辐照与热处理时序对预氧化聚丙烯腈纤维分子结构影响的分子动力学模拟研究
Molecular Dynamics Simulation of the effect of Irradiation and Heat treatment time-sequence on the molecular structure of Pre-oxidized Polyacrylonitrile fibres
摘要: 预氧化是制备聚丙烯腈基（PAN）碳纤维的关键步骤，γ辐照是热处理预氧化过程优化的有效手段。然而，目前γ辐照与热处理时序对预氧化作用效果和机制尚不明确。对此，本文采用分子动力学模拟方法，从分子链形态演变、物种变化以及反应路径等方面，分析了γ辐照与热处理时序对PAN纤维预氧化过程的结构变化的影响。结果表明，先辐照后加热（γ-T）的处理方式使PAN分子链段形态更稳定，预氧化产物种类更集中，且这种方式可促使PAN分子链更早地产生较多的自由基，以此加速环化、氧化、交联等反应进程，并在加热过程中实现二次交联，进而提升PAN纤维预氧化程度。而先加热后辐照（T-γ）的处理方式因热处理阶段PAN分子链形成自由基少，导致交联结构相对较少，在辐照过程中易造成分子链断裂，产物种类繁杂，致使最终预氧化效果相对欠佳。本研究揭示了γ辐照与热处理时序对PAN纤维预氧化过程作用机制，为PAN纤维预氧化过程中结构调控提供理论支撑。
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2025-05-25 13:21:45 |
ChinaXiv:202505.00243V2
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