一种大直径高强中模碳纤维的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种大直径高强中模碳纤维的制备方法。采用干湿法纺丝技术制备原丝，通过调控预氧化阶段各温区预氧化时间比，控制预氧纤维的皮芯比≥0.85，再经过低温碳化、高温碳化制得大直径高强中模聚丙烯腈基碳纤维，所得纤维平均直径8.5μm～11μm，强度5.4GPa～6.3GPa，模量280GPa～330GPa。所得的高强中模碳纤维在保持甚或提高其强度、模量等力学性能指标同时，提升了纤维的直径，使得复合材料的强度和抗压能力都得到了提高，解决了高强中模碳纤维其压缩强度与拉伸强度严重失衡的问题。

A preparation method of large diameter and high strength medium modulus carbon fiber

【技术实现步骤摘要】
一种大直径高强中模碳纤维的制备方法
本专利技术涉及一种大直径高强中模碳纤维的制备方法，属于纤维

技术介绍
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维因其轻质、高强、高模等一系列优异的性能被广泛应用航天航空、国防军工、建筑补强、石油化工和休闲体育等领域，成为二十一世纪最具影响力的新型纤维材料之一。碳纤维根据其强度及模量等力学性能的不同而分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)，高强中模型(强度5300MPa以上、模量280Gpa以上)，高模型(模量300GPa以上)，超高强型(强度大于6000MPa)，超高模型(模量大于450GPa)等。高强中模碳纤维由于其增强效果明显，以T800级碳纤维为代表，包括IM6、IM7、IMS等，它们的纤维直径均在5～6μm之间，主要用于结构材料的制备，它所制备的复合材料成为航天航空领域重要材料。高强中模碳纤维复合材料的拉伸性能非常好，赢得了众多应用领域的青睐，然而，其作为重要的主承力材料，结构件在平行纤维方向会受到不容忽视的压缩应力，就像飞机和运载火箭在转向过程中，飞机或火箭主体材料，一面承受拉应力，一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大直径高强中模碳纤维的制备方法，包括以下步骤：采用干湿法纺丝制备聚丙烯腈大直径原丝，原丝预氧化、低温碳化和高温碳化，其特征在于：通过调控所述预氧化阶段各温区预氧化时间比，控制预氧纤维的皮芯比≥0.85。/n

【技术特征摘要】
1.一种大直径高强中模碳纤维的制备方法，包括以下步骤：采用干湿法纺丝制备聚丙烯腈大直径原丝，原丝预氧化、低温碳化和高温碳化，其特征在于：通过调控所述预氧化阶段各温区预氧化时间比，控制预氧纤维的皮芯比≥0.85。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的温区分3个，所述的预氧化时间比为：(1～3)：(4～8)：(1～3)。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的预氧化是在空气气氛下，采用梯度升温，起始温度为225～235℃，中间温度240～245℃，终温为250～265℃，牵伸总倍率1.0～1.2倍，预氧化处理总时间为60～120分钟。


4.根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐樑华，王云峰，王宇，王一苇，高爱君，李常清，童元建，赵振文，曹维宇，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11