一种聚丙烯腈基碳纤维的制备方法技术

本发明专利技术提出一种聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，属于材料技术领域。该方法包括S1、将丙烯腈、第二单体和不饱和紫外光敏感交联剂混合，加入引发剂，反应，得可熔融的聚丙烯腈基共聚物；S2、将上述可熔融的聚丙烯腈基共聚物、流动改性剂混合，所得混合物进行挤出造粒，熔融纺丝，对初生纤维进行拉伸、退火，得聚丙烯腈基碳纤维前驱体；S3、将上述聚丙烯腈基碳纤维前驱体进行紫外辐照；S4、将紫外辐照后的聚丙烯腈基碳纤维前驱体进行预氧化，碳化，得聚丙烯腈基碳纤维。本发明专利技术提出的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法主要用于聚丙烯腈基碳纤维的制备，有效实现了熔融纺丝法制备PAN基碳纤维前驱体，显著降低前驱体的生产成本，工艺简单，经济环保。经济环保。经济环保。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯腈基碳纤维的制备方法


[0001]本专利技术属于材料
，具体涉及一种聚丙烯腈基碳纤维的制备方法。

技术介绍

[0002]碳纤维(CFs)是一类由碳元素组成的高性能纤维，具有耐高温、抗摩擦、抗辐射、导电、减震、降噪及耐腐蚀等特性。碳纤维的拉伸强度一般为3.0～7.0GPa、拉伸模量为200～600GPa、体密度为1.7～2.0g/cm3，具有极高的比强度和比模量。由于上述优异特性，碳纤维已成为先进复合材料首选材料。
[0003]目前，用于制备碳纤维的前驱体很多，如沥青、聚丙烯腈、聚乙烯、木质素等，但商品化碳纤维的前驱体仅有聚丙烯腈基和沥青基两个品类。其中，沥青基碳纤维的原料来源丰富、成本较低、碳收率较高，但其强度较低、产品重复性差，使其应用受到极大限制。聚丙烯腈基碳纤维综合性能最好且工艺简单，其产量占全球碳纤维产量的90％以上，聚丙烯腈基碳纤维主要包括聚丙烯腈基碳纤维前驱体的制备及其预氧化、碳化等，其中，聚丙烯腈基碳纤维前驱体的制备成本较高，占据碳纤维整个工艺成本的44％。
[0004]现有技术中，聚丙烯腈基碳纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，包括如下步骤：S1、将丙烯腈、第二单体和不饱和紫外光敏感交联剂混合，加入引发剂，反应，得可熔融的聚丙烯腈基共聚物；S2、将上述可熔融的聚丙烯腈基共聚物、流动改性剂混合，所得混合物进行挤出造粒，然后熔融纺丝制得初生纤维，对初生纤维进行拉伸、退火，得聚丙烯腈基碳纤维前驱体；S3、将上述聚丙烯腈基碳纤维前驱体进行紫外辐照；S4、将紫外辐照后的聚丙烯腈基碳纤维前驱体进行预氧化、碳化，得聚丙烯腈基碳纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1中，第二单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、衣康酸、乙烯基咪唑中至少一种；优选的，S1中，不饱和紫外光敏感交联剂包括4
‑
丙烯酰氧基二苯甲酮、2
‑
羟基
‑4‑
丙烯酰氧基二苯甲酮、2
‑
羟基
‑4‑
甲氧基二苯甲酮、4
‑
甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、硬脂苯酮中至少一种；优选的，S1中，引发剂包括过硫酸铵、偶氮二异丁腈中至少一种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，S1中，丙烯腈、第二单体、不饱和紫外光敏感交联剂的摩尔百分比为85～95：5～15：0～5；优选的，S1中，所述引发剂与聚合单体的摩尔百分比为0.05～0.1％；其中，聚合单体为丙烯腈、第二单体和不饱和紫外光敏感交联剂的总和。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2还包括，混合时，将纳米增强材料与可熔融的聚丙烯腈基共聚物、流动改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩娜，吴潮，张兴祥，王乐军，陈建永，孙志恒，杨旭检，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：