一种快速预氧化制备高性能沥青基炭纤维的方法技术

本发明专利技术提供一种快速预氧化制备高性能沥青基炭纤维的方法，包括以下步骤：（1）将沥青基炭纤维原丝至于反应腔体内，并对反应腔体通过混合气体、达到加压目的并保持压力恒定；（2）通过升温装置对反应腔体内部进行两段式升温、获得预氧化沥青基炭纤维；（3）对反应腔体进行抽真空、通入惰性气体保证常压，然后对预氧化沥青基炭纤维进行炭化、石墨化处理。该方法通过加压方式，致使沥青纤维中氧扩散速率明显提高，从而实现沥青纤维的快速均质预氧化、显著缩短预氧化周期，同时提升材料性能、减小材料缺陷，降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种快速预氧化制备高性能沥青基炭纤维的方法


[0001]本专利技术涉及沥青纤维制备
，具体涉及一种快速预氧化制备高性能沥青基炭纤维的方法。

技术介绍

[0002]沥青基炭纤维是一种以石油沥青或煤沥青为原料，经沥青的精制、纺丝、预氧化、炭化或石墨化而制得的含碳量大于92％的特种纤维。沥青基炭纤维具有高比强度、高比模量、导电、化学性能稳定、热膨胀系数小等优异性能，广泛应用于工业制造、生物医药、航天航空和国防军工等领域。然而，现有技术中高性能沥青基炭纤维价格昂贵、制备成本高、无法进行大批量、广泛应用。
[0003]纤维的氧化稳定化处理是指将沥青基纤维原丝置于氧化气氛中加热、达到氧化处理的目的，从而使沥青小分子环化或交联成沥青大分子，保持纤维在纺丝过程中形成的结构和取向，防止其在炭化或石墨化处理过程中发生粘黏、甚至熔并；因此，氧化稳定化处理是炭纤维制备过程中非常关键且重要的步骤。预氧化工艺不仅严重影响炭纤维后续物理性能，且预氧化工艺周期较长、极易造成炭纤维制备成本升高，因此，预氧化处理工艺对控制成本和提高纤维性能起着决定性的作用。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速预氧化制备高性能沥青基炭纤维的方法，其特征在于：包括以下步骤：S001、将沥青基炭纤维原丝置于耐高温高压的反应腔体内，然后以1～10L/min的气体流速向反应腔体内充入混合气体，直至反应腔体内的气压为0.2～4MPa，保持反应腔体内的压力恒定；S002、通过升温装置对反应腔体内部进行两段式升温：在混合气体的气氛下，首先将反应腔体内的温度由室温快速升温至180℃、进行预加热，然后再以0.5～4℃/min的升温速率将反应腔体内的温度升至240～320℃，并保温0.5～2.5h，使得沥青基炭纤维原丝在反应腔体内进行预氧化；然后自然冷却至室温、得到预氧化沥青基炭纤维；S003、预氧化结束后，首先对反应腔体进行抽真空处理，再通入惰性气体使得反应腔体内的气压保持在常压；然后保持惰性气体气氛以及流量不变，在1000℃的温度下对预氧化沥青基炭纤维进行恒温炭化30～60m...

【专利技术属性】
技术研发人员：李轩科，邓卓，朱辉，李保六，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
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