| 王杰,史昌蓉,KIM Yongsik,安亮亮,刘玉新.硫酸盐木质素/木质素磺酸盐不同共混比例对碳纤维制备的影响研究[J].中国造纸,2025,(8):25-32 |
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| 硫酸盐木质素/木质素磺酸盐不同共混比例对碳纤维制备的影响研究 |
| Study on the Effect of Different Blending Proportions of Kraft Lignin/Lignin Sulfonate on the Preparation of Carbon Fibers |
| 收稿日期：2025-01-24 修订日期：2025-02-21 |
| DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2025.08.004 |
| 关键词: 硫酸盐木质素 木质素磺酸盐 碳纤维 静电纺丝 碳化 |
| Key Words:kraft lignin lignin sulfonate carbon fiber electrospinning carbonization |
| 基金项目:云南省基础应用研究项目（202201BE070001-039），（202401BE070001-011）；云南省教育厅可降解塑料工程研究中心（KKPU202205001）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 王杰* | 昆明理工大学化学工程学院,云南昆明,650000 | 650000 | | 史昌蓉 | 昆明理工大学化学工程学院,云南昆明,650000
云南省教育厅 可降解塑料工程研究中心, 云南昆明,650000 | 650000 | | KIM Yongsik | 韩国国立江原大学,韩国春川,24341 | 24341 | | 安亮亮* | 昆明理工大学化学工程学院,云南昆明,650000
云南省教育厅 可降解塑料工程研究中心, 云南昆明,650000 | 650000 | | 刘玉新* | 昆明理工大学化学工程学院,云南昆明,650000
云南省教育厅 可降解塑料工程研究中心, 云南昆明,650000 | 650000 |
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| 摘要:本研究探讨了添加不同含量木质素磺酸盐（LS）对交联硫酸盐木质素（CKL）前驱体纤维及碳纤维形貌、得率和结构的影响。结果表明，质量分数28%的CKL在静电纺丝时具有较好的成纤性，制备得到的前驱体纤维形貌均匀；而LS的添加会降低溶液黏度并产生不溶性颗粒，导致纤维表面出现结节或颗粒。在热氧化过程中，LS含量越高的前驱体纤维质量损失越大。同时，在碳化工艺上，需要降低碳化温度以控制质量损失并避免纤维断裂，LS的添加在一定程度上影响了碳层的形成和石墨化程度。添加10%的LS可获得石墨化程度较高、纤维形态呈树枝状的碳纤维，此时碳纤维富含2.71%的S元素。 |
| Abstract:Effects of adding different amounts of lignin sulfonate （LS） on the morphology， yield and structure of cross-linked kraft lignin （CKL） precursor fibers and carbon fibers were investigated. The results showed that CKL with the mass fraction of 28% had good fiber-forming properties during electrospinning， and the prepared precursor fibers had uniform morphology； while the addition of LS reduced the solution viscosity and produced insoluble particles， resulting in nodules or particles on the fiber surface. During the thermal oxidation process， the higher the LS content， the greater the weight loss of the precursor fiber； at the same time， in the carbonization process， the carbonization temperature needed to be lowered to control the weight loss and avoid fiber breakage. The addition of LS affected the formation of the carbon layer and the degree of graphitization to a certain extent. Adding 10% LS could obtain carbon fibers with a high degree of graphitization and a dendritic fiber morphology， and was rich in 2.71% S element. |
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