电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维连续长线纱的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维连续长线纱的制备方法，包括以下步骤：a.制备溶液：将原料聚丙烯腈加入极性溶剂，溶解得到均匀的纺丝用聚丙烯腈溶液；b.静电纺丝：将步骤a得到的溶液注入喷丝装置，在高压电场中喷射纺丝，用不锈钢网带收集得到电纺聚丙烯腈纳米纤维毡；c.切条牵伸：将步骤b得到的纳米纤维毡分切成细长条，并将细长条进行热牵伸，得到内部纤维高度取向的电纺聚丙烯腈纤维束；d.氧化碳化：将步骤c得到的纤维束在空气中氧化2～4小时，然后在氩气中碳化0.5～2小时，得到内部纤维高度取向的电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维束；e.加捻线纱：将步骤d得到的纳米碳纤维束加捻，得到电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维连续长线纱。

Preparation and Application of Electrospun Polyacrylonitrile-based Nano-carbon Fiber Continuous Long Yarn

【技术实现步骤摘要】
电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维连续长线纱的制备方法和应用
本专利技术涉及纳米碳纤维领域，尤其涉及电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维连续长线纱的制备方法和应用。
技术介绍
碳纤维是一种性能优异的新型材料，耐高温、耐摩擦、耐腐蚀、导电、导热等性质使其具有广阔的发展前景，且碳纤维不仅可制成粒材、线材、片材、毡材等各种形式的材料，还可以与多种材料复合，大大拓宽了碳纤维的应用范围。目前碳纤维的种类按原纤维材料可分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三类，其中聚丙烯腈基碳纤维的占比最大，应用最多。聚丙烯腈基碳纤维在工业及家庭生活领域都极具价值，尤其在航空航天和国防工业中更是不可替代的高新技术材料。国内许多专家普遍认为聚丙烯腈原丝的质量是制约我国碳纤维工业发展的瓶颈。聚丙烯腈的性能很大程度上决定了碳纤维的性能，这是由于聚丙烯腈原丝在预氧化过程中，分子链由直链向环状结构转化，但反应中分子结构难以控制，最终碳化后得到的石墨结构不理想，致使碳纤维的导电导热性能大打折扣，且力学性能降低。此外，连续化纳米碳纤维长线纱的生产技术还需进一步改进。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种电纺聚丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维连续长线纱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a.制备溶液：将原料聚丙烯腈加入极性溶剂，在机械搅拌下溶解得到均匀的纺丝用聚丙烯腈溶液；b.静电纺丝：将步骤a得到的溶液注入喷丝装置，在高压电场中喷射纺丝，用不锈钢网带收集得到电纺聚丙烯腈纳米纤维毡；c.切条牵伸：将步骤b得到的纳米纤维毡分切成细长条，并将细长条进行热牵伸，得到内部纤维高度取向的电纺聚丙烯腈纤维束；d.氧化碳化：将步骤c得到的纤维束在200～300℃的热空气中氧化2～4小时，然后在1200～1800℃的氩气中碳化0.5～2小时，得到内部纤维高度取向的电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维束；e.加捻线纱：将步骤d...

【技术特征摘要】
1.一种电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维连续长线纱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a.制备溶液：将原料聚丙烯腈加入极性溶剂，在机械搅拌下溶解得到均匀的纺丝用聚丙烯腈溶液；b.静电纺丝：将步骤a得到的溶液注入喷丝装置，在高压电场中喷射纺丝，用不锈钢网带收集得到电纺聚丙烯腈纳米纤维毡；c.切条牵伸：将步骤b得到的纳米纤维毡分切成细长条，并将细长条进行热牵伸，得到内部纤维高度取向的电纺聚丙烯腈纤维束；d.氧化碳化：将步骤c得到的纤维束在200～300℃的热空气中氧化2～4小时，然后在1200～1800℃的氩气中碳化0.5～2小时，得到内部纤维高度取向的电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维束；e.加捻线纱：将步骤d得到的纳米碳纤维束加捻至2000米以上，得到电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维连续长线纱。2.如权利要求1所述的电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维连续长线纱的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的极性溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N，N-二甲基乙酰胺中的一种或多种的混合。3.如权利要求1所述的电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维连续长线纱的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯豪情，欧阳文，王煜明，程楚云，王琦，吕晓义，
申请(专利权)人：江西先材纳米纤维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36