The invention relates to a preparation method of electrostatic spinning polyacrylonitrile oxidation fiber and carbon fiber, which belongs to the technical field of carbon fiber preparation. According to the characteristics of electrospun polyacrylonitrile fiber, the total time control of pre oxidation for 10 ~ 30min, the temperature control at 240 to 295 DEG C, get the electrospun polyacrylonitrile oxidized fiber; then the oxidized fiber of conventional low temperature and high temperature carbonization, preparation of carbon fiber. The electrospun polyacrylonitrile based carbon fibers with good mechanical properties can be prepared by the method, and the production efficiency of the electrospun polyacrylonitrile fiber and the carbon fiber can be greatly improved.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种静电纺聚丙烯腈预氧纤维和碳纤维的制备方法。具体以短时高温的热处理方法对静电纺丝方法制备的静电纺聚丙烯腈原丝进行预氧化处理，并通过常规炭化过程，实现力学性能优良的静电纺聚丙烯腈基碳纤维的制备，并可大幅提高静电纺聚丙烯腈氧化纤维和碳纤维的生产效率，属于碳纤维
技术介绍
碳纤维是一种重要的复合材料增强纤维，具有广泛的应用范围与应用价值。但是目前对碳纤维力学性能的进一步提高正处于瓶颈。碳纤维属于脆性材料，其力学性能受到内部缺陷数目与分布的控制。碳纤维具有尺寸效应，体现为碳纤维的结构与力学性能随直径的减小而提高。这原于碳纤维原丝中缺陷的“遗传”性，以及原丝直径对预氧化过程中纤维径向均一性的影响。因此有效改善原丝的结构，减小原丝直径，是进一步提高碳纤维力学性能的关键。静电纺丝方法是一种亚微米/纳米纤维的连续制备方法。通过静电纺丝方法制备直径在亚微米甚至纳米的聚丙烯腈纤维具有直径超细、结构完善、缺陷少的优势。这些优势都是研究者希望在传统纺丝方法中极力达到的。因此静电纺聚丙烯腈原丝具有制备高性能碳纤维的潜力。但是对于静电纺聚丙烯腈原丝而言，有针对性的预氧化过程是十分重要的，因为静电纺聚丙烯腈原丝在两个影响预氧化过程的重要方面都与传统微米原丝有着很大的不同：(1)原丝直径的大幅度减小和(2)结晶度与分子链取向度的大幅度提高。然而，现有研究对于静电纺聚丙烯腈原丝的预氧化的问...
【技术保护点】
一种静电纺聚丙烯腈预氧纤维的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：将静电纺丙烯腈纤维连续通过热处理炉进行预氧化，首先使纤维在240～260℃的温区内停留时间为5～15min，进而使纤维中在270～295℃温区内停留时间为5～15min，以制取静电纺聚丙烯腈氧化纤维。
【技术特征摘要】
1.一种静电纺聚丙烯腈预氧纤维的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：
将静电纺丙烯腈纤维连续通过热处理炉进行预氧化，首先使纤维在240～260℃的温区内停留时间为5～15min，进而使纤维中在270～295℃温区内停留时间为5～15min，以制取静电纺聚丙烯腈氧化纤维。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，预氧化过程采用3～8个温区。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于，240～260℃温区控制牵伸率为-4～8％，270～295℃温区控制牵伸率为-8～4％。
4.按照权利要求1的方法，所用的静电纺聚丙烯腈纤维为丙烯腈均聚纤维，或包含质量分数在15％以下的一种或多种共聚单体的丙烯腈共聚纤维，共聚单体中包含羧基、胺基、酰胺基、或酯基中的一种或多种。
5.按照权利要求1的方法，所用静电纺聚丙烯腈纤维为无纺布/毡或单向纤维束。
6.一种静电纺聚丙烯腈基碳纤维的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，马赛，王晓旭，梁节英，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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