木質素-丙烯腈共聚物原絲

碳纖維是一種(zhǒng)強度大、密度小、耐外服腐蝕、耐老化、耐高溫和易導電的新型纖維這影狀碳素材料，作為先進(jìn)複合材料最重要的增強體，被(bè匠街i)廣泛應用于航空、航天以及高端體育休閑用品等領域。

但是，目前市場上90%以上的碳纖維都(麗草dōu)是以聚丙烯腈（PAN）為原料生産的。PA匠裡N來源于不可再生的化石資源，價格較高且經(jīng)常受到(也是dào)國(guó)際原油價格波動的和輛影響，導緻碳纖維生産成(chéng)本居高不下、應用範圍受到(dào)極大的懂的限制。利用可再生的生物質資源開(kāi)發(fā)碳纖看理維有望解決目前PAN基碳纖維價格過(guò)高身高、應用受限的問題。

木質素是自然界中含量最豐富的天然芳香族高分子，是一種(zhǒng)可再生的綠算兵色材料。其作為制漿造紙工業的主要副産物，每年化麗僅造紙業提供的木質素就(jiù)超過(guò)了25懂姐00萬t，産量巨大，成(chéng)本輛看低廉，但是至今未能(néng)得到(dào)有效利用。木質素含有豐富地商的碳元素和具有較高的碳化收率，是制備碳纖維的理想原料。以木質素為原料生産碳纖女文維，不僅有利于實現木質素的高值化利用，充分利藍南用可再生資源和保護生态環境，而且還外個(hái)有利于碳纖維的可持續發(fā)展，減輕從術其對(duì)化石資源的依賴。

但是，木質素基碳纖維的研究與開(kāi)發(fā)目在說前仍然面(miàn)臨著(zhe)許多挑戰動內，木質素是一種(zhǒng)三維網狀的無定型聚合物，分子量近森較低且分布很寬，在紡絲過(guò)程中難以承受較東這大的牽伸張力，通常隻能(néng)制得直徑較粗、取向(xiàng那南)較低的木質素原絲，自身紡絲成(chéng)形極其困難。做鐵如何滿足碳纖維制備的“三高”（高純筆厭度、高分子量和高碳含量）要求是應用木質素原料的最大挑戰。

近日，中國(guó)科學(xué月月)院甯波材料技術與工程研究所特種(zh土的ǒng)纖維團隊采用酯化和自由基謝村共聚兩(liǎng)步法改性技術制備了一種(zhǒng)具有良好(h西唱ǎo)可紡性和熱穩定性的木質素-丙烯腈共聚物。裡低

木質素-丙烯腈共聚物基碳纖維SEM掃描圖關他

采用該共聚物和濕法紡絲工藝制得高質量的連續好路原絲，經(jīng)熱穩定化和炭山務化處理後(hòu)，制得結構緻密的碳纖維，為高效利用木質素和進(jìn)一暗來步提高碳纖維的力學(xué)性能(néng)奠定了重要基礎。

該工作的部分研究結果已發(fā)表在ACS Sustainable站房 Chem. Eng.（2016, doi: 1市兒0.1021/acssuschemeng.5b01442）、J. Mater.務笑 Sci.（2017, doi:10.1007/s10853-校湖017-0977-x）等期刊上，更多研究結果陸續整理發(fā現女)表中。而且該項目還(hái)得兒和到(dào)了國(guó)家自然科學錯見(xué)基金（21404111）和國(guó)家重點研發(fā)門哥計劃“新能(néng)源汽車專項”（2016YFB0101702日銀）等項目基金支持。