一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法技术

技术编号:4246204 阅读:366 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法,包括下列步骤:制备聚丙烯腈纺丝原液,经脱单、脱泡后的聚丙烯腈纺丝原液经过滤、计量后,通过喷丝头挤出后形成纺丝细流,经过空气段,进入凝固浴凝固成形,进行牵伸、水洗、干燥致密化、蒸汽牵伸以及干燥热定型后,得到高性能碳纤维用聚丙烯腈原丝。纤维先经过一段空气层之后,再进入凝固浴按湿法纺丝成形。纺丝原液细流在气-液界面张力的作用下,使其离开喷丝孔后呈圆柱形,形成初级的表皮层,表皮结构非常光洁。该方法工艺简单,易于控制,成本相对较低;另外,该方法纺速较高,提高了生产效率,而且所制得的原丝表面光滑,溶剂残留量大大降低,提高了原丝的质均化程度,力学性能优异。

【技术实现步骤摘要】
所属领域 本专利技术涉及一种纤维原丝的制备方法,具体地说涉及。
技术介绍
碳纤维具有高比强度,高比模量,耐高温,耐腐蚀,耐疲劳,抗蠕变,导电,传热和热 膨胀系数小等一系列优异性能。它既可以作为结构材料的增强剂承载符合,又可以作为功 能材料发挥作用,广泛应用于航空航天、建筑、体育、汽车、医疗等领域。 高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝是制取高性能碳纤维的前提,这是国内外学者公认 的结论。用作高性能碳纤维的聚丙烯腈原丝,不仅希望聚丙烯腈基碳纤维原丝能够提供生 产出具有很好综合性能的碳纤维,而且在高性能碳纤维原丝纺丝中具有工艺简单,质量稳 定,低成本,具有工业规模装置。开发出先进的高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备工艺是 至关重要的课题,也是我们碳纤维生产企业的愿望以及广大科技人员的任务。 制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法,通常使用的是一步法湿法纺丝技术。湿法纺 丝中,纺丝原液细流从喷丝孔喷出后与凝固浴中的凝固剂分子立即接触,因纺丝原液细流 中的溶剂浓度远远高于凝固浴中的溶剂浓度,使得在纺丝原液细流表面迅速发生溶剂和凝 固剂双向扩散。双扩散结果使纺丝原液细流成为丝条并发生体积收縮。同时,由于纺丝原 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法,包括下列步骤:  (1)制备聚丙烯腈纺丝原液,聚丙烯腈纺丝原液中聚丙烯腈是第一、二、三单体共聚物或第一、二单体共聚物或丙烯腈的均聚物,粘均分子量为2.0×10↑[4]-1.5×10↑[5],聚丙烯腈纺丝原液中聚丙烯腈类聚合物的重量含量为15-25%;  (2)经脱单、脱泡后的聚丙烯腈纺丝原液经过滤、计量后,通过喷丝头挤出后形成纺丝细流,经过空气段,进入凝固浴凝固成形,所述的空气段是指喷丝板与凝固浴液面之间的空气段的距离为1-10cm,空气段的温度为10-30℃,相对湿度为50-95%;  (3)进行牵伸、水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸以及干燥...

【技术特征摘要】
一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法,包括下列步骤(1)制备聚丙烯腈纺丝原液,聚丙烯腈纺丝原液中聚丙烯腈是第一、二、三单体共聚物或第一、二单体共聚物或丙烯腈的均聚物,粘均分子量为2.0×104-1.5×105,聚丙烯腈纺丝原液中聚丙烯腈类聚合物的重量含量为15-25%;(2)经脱单、脱泡后的聚丙烯腈纺丝原液经过滤、计量后,通过喷丝头挤出后形成纺丝细流,经过空气段,进入凝固浴凝固成形,所述的空气段是指喷丝板与凝固浴液面之间的空气段的距离为1-10cm,空气段的温度为10-30℃,相对湿度为50-95%;(3)进行牵伸、水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸以及干燥热定型后,得到高性能碳纤维用聚丙烯腈原丝。2. 根据权利要求1所述的一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法,其 特征在于所述的第一单体为丙烯腈,第二单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙 烯腈、醋酸乙烯酯或丙烯酰胺中的一种,第三单体取自衣康酸、丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸 钠、甲基丙烯苯磺酸钠、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯或乙烯基吡啶中的一种。3. 根据权利要求1所述的一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法,其 特征在于所述的聚丙烯腈纺丝原液通过网眼为0. ...

【专利技术属性】
技术研发人员:张国良李怀京刘宣东金亮梁燕
申请(专利权)人:中复神鹰碳纤维有限责任公司
类型:发明
国别省市:32[中国|江苏]

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