تاثیر عملیات سطحی الیاف پلی اکریلو نیتریل تجاری (pan) بر شرایط ساخت و خواص الیاف کربن ساخته شده از آنها

الیاف کربن جهت ساخت از پیش زمینه الیاف پلی اکریلونیتریل(pan) نیاز به دو مرحله اصلی پایدار سازی و کربنی کردن دارند که مرحله پایدارسازی کندترین و مهمترین مرحله است. لذا جهت افزایش سرعت ساخت و بهبود کیفیت الیاف کربن حاصله، سعی بر انجام عملیات اضافی قبل از پایدار سازی است. روش پیش پایدارسازی با پرمنگنات پتاسیم(kmno4)، جهت بهبود خواص مکانیکی الیاف کربن حاصله از الیاف پلی اکریلونیتریل یکی از مهمترین روشهای بهبود خصوصیات این الیاف می باشد که در بررسی های گذشته سبب بهبود خواص این نوع الیاف گردیده است ولی تمام تحقیقات قبلی روی الیاف اکریلونیتریل ویژه بوده و تاکنون در زمینه تاثیر این عملیات بر الیاف کربن حاصل از الیاف اکریلونیتریل تجاری هیچ پژوهشی انجام نشده است. لذا در این پژوهش نقش عملیات پیش پایدار سازی با پرمنگنات پتاسیم بر الیاف اکریلونیتریل تجاری و تاثیر کاتالیتیکی پرمنگنات پتاسیم جهت کاهش شدت واکنش های گرمازا در طی مرحله پایدارسازی و افزایش تشکیل ساختار نردبانی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از دو نوع الیاف پلی اکریلونیتریل تجاری مختلف که به دو روش خشک ریسی و ترریسی تهیه شده بودند، جهت تولید الیاف کربن استفاده شد. ابتدا عملیات پیش پایدارسازی با محلول 5 درصد وزنی پرمنگنات پتاسیم در دماها و زمان های مختلف بر آنها اعمال شد و پس از آن سیکل های عملیات حرارتی مختلفی در طی مرحله ی پایدارسازی بر روی این دو نوع الیاف اعمال گردید. در ادامه ساختار ، عیوب و خواص محصولات و الیاف کربونیزه شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که الیاف کربن ساخته شده از الیاف اکریلونیتریل تجاری که به روش خشک ریسی تهیه شده و عملیات پیش پایدارسازی با محلول 5 درصد وزنی پرمنگنات پتاسیم در دمای 0c65 به مدت 20 دقیقه بر روی آن انجام شده بود، استحکام mpa 8/1682 و مدول یانگ gpa 48/152 را دارا بودند که نسبت به الیافی که تحت عملیات پیش پایدارسازی قرار نگرفته بودند، استحکام آنها 4/34% و مدول آنها 52/32% افزایش را نشان داد. همینطور الیاف کربن ساخته شده از الیاف pan تجاری که به روش ترریسی تهیه شده و عملیات پیش پایدارسازی با محلول5 درصد وزنی پرمنگنات پتاسیم در دمای 0c75 به مدت10 دقیقه بر روی آنها انجام شده بود، استحکام mpa 82/1304 و مدول یانگ gpa 54/138 را دارا بودند که نسبت به الیافی که تحت عملیات پیش پایدارسازی قرار نگرفته بود، استحکام آنها 51/24% و مدول آنها 39/26% افزایش را نشان داد. بعلاوه ساختار حداقل عیوب را نشان میداد.