一种聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备方法。包括以下步骤：首先，聚丙烯腈溶液经预处理后得到的聚丙烯腈纺丝原液由双螺杆挤出机的主进料口连续喂入；其次，改性剂由双螺杆挤出机的侧进料口按剂量连续喂入；最后，主进料口喂入的聚丙烯腈纺丝原液与侧进料口喂入的改性剂，依次通过双螺杆挤出机输送段、脱气段、增压段后得到改性聚丙烯腈溶液，增压后的改性聚丙烯腈溶液通过喷丝板形成挤出液流，经空气干段进入凝固浴凝固成形，出凝固浴牵伸制备成初生纤维。预处理后的物料采用双螺杆辅助在线添加改性剂，保障物料充分脱泡和精密过滤，改善聚丙烯腈基纺丝原液可纺性，降低纤维微孔缺陷，提高工艺稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备方法
本专利技术属于碳纤维制备
，具体涉及一种聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备方法。
技术介绍
碳纤维是一种非常重要的结构功能一体化材料，在航空航天、体育休闲、交通运输和工业生产中都具有广泛的应用，根据原料不同，碳纤维分为多个品种，其中应用最广泛的为聚丙烯腈基碳纤维。传统聚丙烯腈碳纤维原丝制备方法分为湿法纺丝和干湿法纺丝，这两种纺丝成形方法在初生纤维成形过程中都可能发生因溶剂和非溶剂的双扩散而引起浓度变化；溶剂和非溶剂的浓度变化会产生相分离，从而导致在初生纤维中形成较大的孔洞缺陷，这种缺陷会遗传给最终的碳纤维，是最终产品性能降低的主要原因之一。其中干湿法纺丝因喷丝液流在进入凝固浴之前经过空气干段，通常可以在较低的凝固浴温度条件下进行凝固成形，相对湿法纺丝降低了纤维表面和内部缺陷，然而较低的凝固浴温度导致能耗较高，且喷丝液流受外界条件的波动容易生成断头，合适的纺丝工艺范围较窄。采用超高分子量的聚合物进行纺丝，优点是可以显著升高喷丝液流的凝胶化温度，纤维凝固成形过程中容易形成双连续相的均质化结构，但采用一步法纺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1聚丙烯腈溶液经预处理后得到的聚丙烯腈纺丝原液由双螺杆挤出机的主进料口连续喂入；/n步骤2改性剂由双螺杆挤出机的侧进料口按剂量连续喂入；/n步骤3主进料口喂入的聚丙烯腈纺丝原液与侧进料口喂入的改性剂，依次通过双螺杆挤出机输送段、脱气段、增压段后得到改性聚丙烯腈溶液，增压后的改性聚丙烯腈溶液通过喷丝板形成挤出液流，经空气干段进入凝固浴凝固成形，出凝固浴牵伸制备成初生纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1聚丙烯腈溶液经预处理后得到的聚丙烯腈纺丝原液由双螺杆挤出机的主进料口连续喂入；
步骤2改性剂由双螺杆挤出机的侧进料口按剂量连续喂入；
步骤3主进料口喂入的聚丙烯腈纺丝原液与侧进料口喂入的改性剂，依次通过双螺杆挤出机输送段、脱气段、增压段后得到改性聚丙烯腈溶液，增压后的改性聚丙烯腈溶液通过喷丝板形成挤出液流，经空气干段进入凝固浴凝固成形，出凝固浴牵伸制备成初生纤维。


2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的预处理是指对聚丙烯腈溶液进行脱单、脱泡和精密过滤处理；所述聚丙烯腈纺丝原液的温度恒定在45～60℃。


3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的聚丙烯腈溶液所用溶剂与步骤2中改性剂所含溶剂、以及步骤3中凝固浴所含溶剂为同一溶剂。


4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的改性剂为溶剂的水溶液，溶剂与水的质量比为1:1～0.2:1；所述的改性剂温度为45～60℃。


5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张寿春，张兴华，王宏宝，经德齐，赵振波，王鹏，李新莲，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：山西;14