一种PAN基碳纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种PAN基碳纤维及其制备方法。该制备方法包括原丝制备和预氧化及碳化处理等步骤。本发明专利技术提供的制备方法利用磷酸对聚丙烯腈进行改性处理可以有效提高PAN基碳纤维的耐热性，减少在碳化过程的热降解，从而提高碳收率；该制备方法制备得到的PAN基碳纤维具有较高的碳收率，内部微孔缺陷少，具有较佳的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种PAN基碳纤维及其制备方法
本专利技术属于PAN基碳纤维
，具体涉及一种PAN基碳纤维及其制备方法。
技术介绍
碳纤维是一种含碳量在90％以上的高强、高模纤维材料，并兼具耐高温、耐腐蚀、导电及导热等优异特性，因此在先进复合材料的增强体中占据重要地位，被广泛用于国防航空、轨道交通、建筑及体育休闲等领域。然而，碳纤维高昂的成本限制了其在民用工业领域的进一步普及应用。根据前驱体的不同，碳纤维主要包括聚丙烯腈基碳纤维(PAN(polyacrylonitrile)基碳纤维)、沥青基碳纤维以及粘胶基碳纤维三大类。其中聚丙烯腈基碳纤维由于生产工艺简单、产品综合性能最优，因而成为当前碳纤维工业生产的主流，占据了90％以上的市场份额。聚丙烯腈基碳纤维生产制备成本构成中，聚丙烯腈原丝占比在51％以上，是影响碳纤维成本的主要因素。聚丙烯腈原丝的理论总碳量为68％，但在生产预氧化、碳化处理过程中会发生损失，常规工业生产中碳收率仅为50％左右。聚丙烯腈原丝碳收率是碳纤维工业生产中的重要指标，提高碳收率不仅可以保证碳纤维产率，有效降低碳纤维生产成本，对碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PAN基碳纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：将聚丙烯腈纺丝原液和磷酸溶液混合，得磷酸化改性的聚丙烯腈纺丝液；所述磷酸与聚丙烯腈纺丝原液中的聚丙烯腈的质量比为0.5～10:100；/nS2：对磷酸化改性的聚丙烯腈纺丝液进行纺丝得磷酸化改性聚丙烯腈原丝；/nS3：对S2所得的磷酸化改性聚丙烯腈原丝进行预氧化、碳化处理，即得所述PAN基碳纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种PAN基碳纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将聚丙烯腈纺丝原液和磷酸溶液混合，得磷酸化改性的聚丙烯腈纺丝液；所述磷酸与聚丙烯腈纺丝原液中的聚丙烯腈的质量比为0.5～10:100；
S2：对磷酸化改性的聚丙烯腈纺丝液进行纺丝得磷酸化改性聚丙烯腈原丝；
S3：对S2所得的磷酸化改性聚丙烯腈原丝进行预氧化、碳化处理，即得所述PAN基碳纤维。


2.根据权利要求1所述PAN基碳纤维的制备方法，其特征在于，S1中聚丙烯腈纺丝原液和磷酸溶液的溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述PAN基碳纤维的制备方法，其特征在于，S1中所述聚丙烯腈纺丝原液中的聚丙烯腈的共聚单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、衣康酸、衣康酸单甲酯、衣康酸单乙酯或衣康酸酰胺中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述PAN基碳纤维的制备方法，其特征在于，S1中所述聚丙烯腈纺丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志军，黄险波，叶南飚，常欢，黄有平，马雷，辛伟，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44