本发明专利技术涉及一种炭纤维生产技术，即棉花活性炭纤维生产方法，其特点是：所述碳纤维是用棉花的纤维制成。其有益效果是：以棉花为原料，成本低廉，且可省略热熔抽丝的步骤，生产的碳纤维强度高，质量好，特别是经过活化的碳纤维，内部空隙度高，比表面积大，吸附性能、杀菌除味功能以及红外发射功能非常突出，可与和棉、毛、绒混纺，制成高级服装面料，可大幅增加棉花的附加值，显著提高人类的生活质量，促进碳纤维产业的发展。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种炭纤维生产技术，即棉花活性炭纤维生产方法，其特点是：所述碳纤维是用棉花的纤维制成。其有益效果是：以棉花为原料，成本低廉，且可省略热熔抽丝的步骤，生产的碳纤维强度高，质量好，特别是经过活化的碳纤维，内部空隙度高，比表面积大，吸附性能、杀菌除味功能以及红外发射功能非常突出，可与和棉、毛、绒混纺，制成高级服装面料，可大幅增加棉花的附加值，显著提高人类的生活质量，促进碳纤维产业的发展。【专利说明】
本专利技术涉及一种碳纤维生产技术，即棉花活性碳纤维生产方法。
技术介绍
碳纤维是含碳量高于90 %的无机高分子纤维，其中含碳量高于99 %的称石墨纤 维。碳纤维比重小，强度高，不锈蚀，是替代钢铁以及多种矿物质纤维的新型材料。可是，由 于目前还没有完全掌握碳纤维的形成规律，还不能用纯碳直接生产碳纤维，只能以少数含 碳有机物，如聚丙烯晴、浙青、煤焦油等少数化工产品或石油产品为原料生产碳纤维。由于 资源有限，碳纤维产品造价昂贵，仅能在飞机、导弹、高尔夫球杆等高附加值产品上应用，难 以普及推广。因此，开发新的廉价原料，成为碳纤维研发的主攻方向。按照活性碳的构成理 论可知，许多含碳的物质均可转化成碳纤维，以碳水化合物为主体的农作物秸杆、树木、杂 草等生物质理应成为碳纤维的原料。可是，按照目前碳纤维的生产方法，必须把原料通过熔 融制取原丝，再经氧化稳定、绝氧高温碳化，才能制成碳纤维。而上述生物质的燃点均低于 熔点，一般只有固态和气态两种存在形式，液化的成本很高，难以能像聚丙烯晴、浙青、煤焦 油那样熔融造丝。当然，也有许多容易液化的生物质材料，如蓖麻油、豆油等油脂等，但此类 物质的用途很多，价值很高，用于碳纤维的制造，同样不能普及。因此，寻找可不经过熔融造 丝过程即可进行碳化，且成本较低的生物质原料，是碳纤维产业发展的重要课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种不经过熔融造丝过程即可进行碳化制取碳纤维，且成本 较低，适于普及应用的碳纤维产品及生产方法。 上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种棉花碳纤维，其特点是：所述碳纤 维是用棉花的纤维制成。 所述棉花碳纤维的生产方法是：把棉花纤维放入蒸压釜中，在100- 120°C下热 蒸80-90分钟，再送入碳化炉内，在绝氧条件下加温到1100- 1200°C，碳化90-120分钟， 即成为碳纤维。 所述棉花纤维进行碳化之前，先把棉花弹散，抽纺成细丝或纤维线。 所述碳纤维送入活化炉，在绝氧条件下继续升温到2000- 2300°C，保持60-80分 钟，即成为活性碳纤维。 把活性碳纤维在冷浴下浸入30%的硫酸溶液处理10 - 20秒，送入高压釜，打入氢 气，蒸汽加压〇. 5-0. 8MPa下处理60-80分钟，减压后加入胶凝剂及润滑酯搅拌加压0. 8- IMPa在80 - 1KTC下保持25- 30分钟，在经70- 80°C下水洗烘干制成柔软绒状活性碳纤 维。 所述加入的胶凝剂是碳纤维质量的0. 5 - 5%，加入的润滑酯是碳纤维质量的1 一 3%。 所述胶凝剂是羧甲基纤维素、淀粉胶、尿醛树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅 树脂之一。 所述润滑脂是按照重量份由乳化硅油2- 3份，十二羟基硬脂酸4一5份，乙醇5- 6份混合而成。 所述柔软绒状碳纤维与羊绒混纺得到轻质高强绒纱。 所述活性碳纤维送入石墨化炉，在氧条件下继续升温到3000- 3200°C，保持 120一150分钟，即成为石墨化碳纤维。 本专利技术的有益效果是：以棉花为原料，成本低廉，且可省略热熔抽丝的步骤，生产 的碳纤维强度高，质量好，特别是经过活化的碳纤维，内部空隙度高，比表面积大，吸附力 强，杀菌除味功能以及红外发射功能非常突出，可与和棉、毛、绒混纺，制成高级服装面料， 可大幅增加棉花的附加值，提高人类的生活质量，促进碳纤维产业的发展。 实施方式 本专利技术总的构思是把棉花纤维直接经稳定、碳化制成碳纤维。下面围绕这一构思 介绍三种实施例： 第一种实施例：选用棉花，先把棉花弹散，抽纺成细丝或纺成纤维线，再放入蒸压 釜中，在100- 120°C下蒸煮80- 90分钟，取出干燥定型。再送入碳化炉内，在绝氧或充氮 排氧的条件下，以〇. 5°C /分钟的升温速率缓慢加热，加温到1100- 1200°C，碳化90 -120 分钟，即成为碳纤维。其拉伸强度达700- 800MPa，弹性模量达61 - 69GPa。 将制成的碳纤维在绝氧条件下继续升温到2000- 2300°C，保持60- 80分钟， 即成为活性碳纤维。纤维的单丝直径为10-20um，抗张强度为900-1200MPa，弹性模量为 80-100GPa。比表面积达到 2500- 3000m2/g。 在炉具性能许可的情况下，棉花纤维的碳化和活化过程也可在同一碳化炉内完 成。 上述方法制成的活性碳纤维，强度指标能够满足纺织业的要求，生产成本显著降 低，特别适于和棉、毛、绒混纺，制作高档服装。其中活性碳纤维与羊绒以12-14:86-88的 比例混纺，织成的羊绒衫既保持了羊绒衫的柔软、滑顺、保温的特色以外，还增加了挺实、蓬 松的特点，避免了原有的羊绒衫容易松懈的弊端。特别是保持了活性碳的吸附、净化、杀菌、 消毒、除味等优点，其微孔结构还是红外线的良好发生体，具有明显的保温保健效果。由于 活性碳纤维织入了面料，不会脱落，不怕清洗，可以长期保持活性碳的性能，这与活性碳颗 粒纺入面料的现有技术相比，显示出独特的优势。 第二种实施例：为了使碳纤维更加柔软且具有更好的韧性和弹性，可对制取的活 性碳纤维进行适度的还原反应：把活性碳纤维在冷浴下浸入30%的硫酸溶液处理10 - 20 秒，送入蒸压釜，打入还原剂。还原剂推荐采用氢气，也可以用硫化氢、溴化氢、碘化氢之一 代替氢气。使用氢气应在加入蒸汽之前加入，压力止于〇. 3MPa以内，与碳纤维混合15- 20分钟后，再充入蒸汽，加压到0. 5 - 0. 8MPa，处理60- 80分钟。减压后加入碳纤维质量 0. 5 - 5%的胶凝剂及碳纤维质量1 一3%的润滑酯。胶凝剂采用羧甲基纤维素、淀粉胶、尿 醛树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂之一。加入的润滑脂是由按重量份乳化硅油 2- 3份、十二羟基硬脂酸4一5份、乙醇5-6份混合而成。把胶凝剂、润滑脂与物料搅拌后 蒸汽加压〇. 8 - IMPa，减压降温在80 - 110°C下保持25- 30分钟，在经70- 80°C下水洗， 烘干制成柔软绒状活性碳纤维。这里的碳纤维浸入硫酸的作用是使其发生还原反应，这里【权利要求】1. 一种，其特征在于：所述碳纤维是用棉花的纤维制 成。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于：所述棉花碳纤 维的生产方法是：把棉花纤维放入蒸压釜中，在100- 120°C下热蒸80- 90分钟，再送入碳 化炉内，在绝氧条件下加温到1100- 1200°C，碳化90-120分钟，即成为碳纤维。3. 根据权利要求1所述的，其特征在于：所述棉花纤维 进行碳化之前，先把棉花弹散，抽纺成细丝或纤维线。4. 根据权利要求1所述的，其特征在于：所述碳纤维送 入活本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种棉花活性碳纤维及其生产方法，其特征在于：所述碳纤维是用棉花的纤维制成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李文军，
申请(专利权)人：李文军，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15
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