一种24-50k碳纤维原丝的制备方法及碳纤维原丝和碳纤维技术

本发明专利技术公开了一种24

【技术实现步骤摘要】
一种24
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50k碳纤维原丝的制备方法及碳纤维原丝和碳纤维


[0001]本专利技术属于大丝束碳纤维的制作
，具体地说，涉及一种24
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50k碳纤维原丝的制备方法及碳纤维原丝和碳纤维。

技术介绍

[0002]碳纤维属于高性能新型纤维材料，它具有高比强度、高比模量、热膨胀系数小、密度低、耐高温、耐化学腐蚀等一系列优异性能，在航空航天、工业能源、生物医学及体育娱乐业等领域应用广泛。
[0003]聚丙烯腈纤维原丝是生产碳纤维的主要原料，也是一种广泛应用于服装、装饰、建筑以及阻燃纤维制备等领域的高分子纤维材料。聚丙烯腈纤维原丝按照每一束原丝内含有名义单根纤维的数量可分为两类，一类为小丝束，另一类为大丝束；例如：3K聚丙烯腈纤维的一束原丝内含有名义单根纤维数量为3000根；24K聚丙烯腈纤维的一束原丝内含有名义单根纤维数量为24000根。1K～3K聚丙烯腈纤维属于小丝束，主要用于航空航天、军工等领域，24K～50K聚丙烯腈纤维属于大丝束，主要用于工业民用领域。
[0004]目前，碳纤维原丝生产主要集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种24～50k碳纤维原丝的制备方法，其特征在于，(1)丙烯腈、丙烯酸甲酯和衣康酸经水相悬浮聚合反应得到聚合物，再经过滤、烘干得到粉状聚合物；(2)将粉状聚合物溶解于DMAC中，得到纺丝原液；(3)将纺丝原液通过孔数为24000～50000的喷丝板喷丝，喷丝板上喷丝孔的孔径与纺丝原液的固含量成正相关关系，喷丝后送入凝固浴成型得到初生纤维，初生纤维经水洗、上油、烘干、牵伸得到原丝。2.根据权利要求1所述的24～50k碳纤维原丝的制备方法，其特征在于，所述纺丝原液的固含量为16
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28％，所述喷丝孔的孔径D为40～85μm；优选的，喷丝板的直径为Q，Q/D＝K0,K0为1.764*103‑
2.5*103；优选的，喷丝速度与喷丝孔的孔径D成负相关关系；优选的，喷丝板上喷丝孔的孔间距为B，B/D＝K2，K2＞1；优选，K2为3.75～11；优选的，喷丝孔的轴向长度为L，长径比L/D＝K3，K3＞1，优选，K3为1.2～2.0；优选的，喷丝板的直径Q为100
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150mm，喷丝速度为V为8～55m/min，喷丝孔的孔间距B为0.15～0.935mm。3.根据权利要求1或2所述的24～50k碳纤维原丝的制备方法，其特征在于，步骤(3)中经喷丝孔喷出的单丝孔径小于15μm；优选的，单丝不同位置的孔径偏差值为
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1.46～3.04μm。4.根据权利要求1～3任一所述的24～50k碳纤维原丝的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的水洗为梯级水洗，梯级水洗的级数与原丝中的单丝数量成正相关关系，水洗后得到的原丝中DMAC含量小于等于500ppm；优选的，所述梯级水洗的级数为7～12级，梯级水洗的温度为70～99℃；优选的，原丝中的单丝数量与用水量成正相关关系；优选，用水量为原丝重量的8～14倍。5.根据权利要求1～3任一所述的24～50k碳纤维原丝的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的水洗包括对初生纤维进行功率为50～2500w的超声波震荡波浪水洗，水洗后得到的原丝中DMAC含量小于等于500ppm；优选的，震荡频率为10～90kHz，波浪数为5～45个/米，所述水洗温度为60～99℃。6.根据权利要求1～5任一所述的24～50k碳纤维原丝的制备方法，其特征在于，步骤(3)中牵伸的总倍数为7～20倍；优选的，所述牵伸包括湿区牵伸、干区牵伸，所述湿区牵伸为在水洗过程中进行牵伸，所述干区牵伸为在烘干过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭甲东，姜彦波，李晓明，张海鸥，李凯，陈浩，王辉，毛炳淇，陈海军，赵云峰，吕红宇，单鑫，郎健慧，王立伟，鞠占辉，魏璐瑶，王宇，
申请(专利权)人：吉林化纤集团有限责任公司，
类型：发明
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