一种碳纤维用高分子量聚丙烯腈原丝及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种碳纤维用高分子量聚丙烯腈原丝及其制备方法，主要解决现有技术中存在的聚丙烯腈原丝缺陷多、毛丝多，所得碳纤维力学性能不足的问题。本发明专利技术中聚丙烯腈原丝由特性粘度为4.5～5.5的丙烯腈共聚物组成，通过合理控制纺丝过程中蒸汽品质、拉伸张力配比实现了对纤维中晶体的聚集态结构的调控，较好地解决了现有技术中存在的问题，所得聚丙烯腈原丝可用于烧制高品质碳纤维。可用于烧制高品质碳纤维。可用于烧制高品质碳纤维。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维用高分子量聚丙烯腈原丝及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于碳纤维
，具体涉及一种碳纤维用高分子量聚丙烯腈原丝及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]碳纤维，通常被定义为碳元素重量比占90％以上的纤维状碳材料。碳纤维的历史最早可以追溯到19世纪后期，爱迪生在灯泡灯丝的材料中就使用过碳纤维。不过，碳纤维大规模应用始于在20世纪60年代后期。目前热固性复合材料和热塑性复合材料中均大量使用了碳纤维。其制成品的应用广泛，在武器导弹、护具等军用领域以及民用航空器、风力发电、体育休闲等民用领域均有一定需求。
[0003]工业化的碳纤维生产中，碳纤维是由各种含碳前驱体经过碳化过程得到的。根据前驱体的不同可以区分为聚丙烯腈基、黏胶基和沥青基三类碳纤维。得益于聚丙烯腈基碳纤维的高碳收率、制备流程相对成熟、产品的强度模量两大指标可以调控的优势，聚丙烯腈基碳纤维成为了目前用量最大、最为成熟的碳纤维产品。
[0004]获得高品质碳纤维原丝是制备高性能碳纤维的基础，如何制备高质量的碳纤维原丝是本领域研究的热点问题。碳纤维品质的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分子量聚丙烯腈原丝的制备方法，包括将聚丙烯腈共聚物溶液经喷丝板挤出、凝固、水洗、热水牵伸、干燥致密化、蒸汽牵伸后，得到所述的聚丙烯腈原丝，其中，所述热水牵伸过程的牵伸张力为蒸汽牵伸过程张力的0.9～1.1倍。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈共聚物的特性粘度为4.5～5.5；和/或，所述的聚丙烯腈共聚物由丙烯酸类化合物、丙烯酸甲酯类化合物和丙烯腈共聚得到，优选由衣康酸和丙烯酸中的至少一种、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯中的至少一种与丙烯腈共聚得到。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以质量百分比来计，所述聚丙烯腈共聚物中，所述的丙烯酸类化合物用量为0～4％，所述的丙烯酸甲酯类化合物用量为0～1.5％，所述的丙烯腈用量为94.5～99％；优选地，所述聚丙烯腈共聚物中，所述的丙烯酸类化合物用量为0.5～3％，所述的丙烯酸甲酯类化合物用量为0.2～3％，所述的丙烯腈用量为95～99％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热水牵伸的牵伸倍率为1.3～2.1；和/或，所述热水牵伸的温度为70～100℃。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述蒸汽牵伸的牵伸倍率为4～6倍；和/或，所述蒸汽牵伸的蒸汽压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜泽明，李磊，沈志刚，邓明妤，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：