The invention relates to a spraying method of polyacrylonitrile solution, which mainly solves the technical problems of poor sealing of spinning components, high spinning pressure and more breaking of raw fiber in the solidification bath of the existing technology. The present invention adopts a spraying method of polyacrylonitrile solution, including the following steps: polyacrylonitrile / two methyl sulfoxide solution with a molecular weight of 80 thousand to 200 thousand, a viscosity of 60Pa / s to 120Pa. S, using an embedded spinning component, through a multilayer filter network filter and a distribution plate distribution, through a spinneret extrusion into solidification. The technical scheme of forming solidified silk bar after solidification has solved the problem better and can be used in the industrial production of PAN based carbon fiber precursor.
【技术实现步骤摘要】
聚丙烯腈溶液的喷丝方法
本专利技术属于一种碳纤维用聚丙烯腈原丝的制备方法,具体的说涉及一种聚丙烯腈/二甲基亚砜溶液的喷丝方法。
技术介绍
从上个世纪50年代开始,发达国家为研发大型火箭和人造卫星以及全面提高飞机性能,急需新型结构材料及耐腐蚀材料,使碳纤维重新出现在新材料的舞台上,并逐步形成了PAN基碳纤维、黏胶基碳纤维和沥青基碳纤维的三大原料体系。由于PAN基碳纤维生产工艺较其他方法简单,产品的力学性能良好,因此得到了迅速发展,成为当前生产碳纤维的主流。PAN基碳纤维具有高强度、高模量、耐高温和耐腐蚀等优异性能,被广泛应用于航空航天、国防军事等领域。此外,在飞机工业、汽车行业、船舶制造、医疗器械、体育运动器材和新型建材等领域亦有广阔的应用前景。制备PAN基碳纤维主要包括以下环节:聚合纺丝、PAN原丝的热稳定化以及PAN稳定化纤维的碳化或进一步的石墨化。聚合纺丝过程主要包括单体聚合、脱单脱跑和纺丝。纺丝工艺有湿法、干湿法和熔融法三种,湿法纺丝是目前应用最广泛的工艺。湿法纺丝中容易控制原丝质量,得到原丝纤度离散较小、溶剂残留较少,其工艺相对较为成熟。优质PAN原丝是制造高性能碳纤维的首要必备条件,也是影响碳纤维质量最关键的因素之一。所制备的原丝要实现高纯化、高强化、细旦化和致密化;单丝之间分线性好,原丝表面不能有明显缺陷。制备高品质碳纤维的前提条件是必须使用优质的聚丙烯腈原丝,这是多年经验的总结,只有好的纺丝原液才能纺制出优质的聚丙烯腈原丝。好的纺丝原液,除了要求聚丙烯腈分子链结构规整、无支化无交联且共聚单体在主链上分布均匀外,还必须具有适中的粘度、高分子量和 ...
【技术保护点】
一种聚丙烯腈溶液的喷丝方法,采用湿法纺丝,包括以下步骤:(1)纺丝原液制备:将丙烯腈和共聚单体溶于溶剂中,在引发剂存在下聚合反应得到聚合溶液,再脱除未反应的单体和反应生成的气泡,得到纺丝原液;(2)凝固成型:将所述纺丝原液经计量、过滤后,通过嵌入式纺丝组件挤出进入凝固浴中凝固,得到凝固丝条;其中,所述纺丝原液中聚丙烯腈的分子量为8万到20万,纺丝原液粘度为60Pa·s到120Pa·s;所述纺丝原液经过的管道、过滤器和纺丝组件需要保温,保温温度不低于50℃;所述嵌入式纺丝组件,包括喷丝板、螺旋头、分配板、多层组合过滤网、喷丝头夹套、垫圈、喷丝头;其中,喷丝板、分配板、垫圈、多层组合过滤网位于喷丝头的嵌入式凹槽内;螺旋头和喷丝头之间可拆卸的密封固定连接;所述多层组合过滤网为至少3层的组合过滤网,两侧为支撑网,中间为过滤网。
【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯腈溶液的喷丝方法,采用湿法纺丝,包括以下步骤:(1)纺丝原液制备:将丙烯腈和共聚单体溶于溶剂中,在引发剂存在下聚合反应得到聚合溶液,再脱除未反应的单体和反应生成的气泡,得到纺丝原液;(2)凝固成型:将所述纺丝原液经计量、过滤后,通过嵌入式纺丝组件挤出进入凝固浴中凝固,得到凝固丝条;其中,所述纺丝原液中聚丙烯腈的分子量为8万到20万,纺丝原液粘度为60Pa·s到120Pa·s;所述纺丝原液经过的管道、过滤器和纺丝组件需要保温,保温温度不低于50℃;所述嵌入式纺丝组件,包括喷丝板、螺旋头、分配板、多层组合过滤网、喷丝头夹套、垫圈、喷丝头;其中,喷丝板、分配板、垫圈、多层组合过滤网位于喷丝头的嵌入式凹槽内;螺旋头和喷丝头之间可拆卸的密封固定连接;所述多层组合过滤网为至少3层的组合过滤网,两侧为支撑网,中间为过滤网。2.根据权利要求1所述的聚丙烯腈溶液的喷丝方法,其特征在于两侧的支撑网的钢丝直径为80~500um,支撑网的过滤目数为10~100目。3.根据权利要求1所述的聚丙烯腈溶液的喷丝方法,其特征在于中间的过滤网的过滤目数不同,纺丝原液先经过第一过滤层过滤,然后再经过第二过...
【专利技术属性】
技术研发人员:王贺团,沈志刚,屠晓萍,肖士洁,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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