一种聚丙烯腈碳纤维原丝及其制备方法和碳纤维技术

技术编号:45038187 阅读:17 留言:0更新日期:2025-04-18 17:21
本发明专利技术涉及碳纤维领域,公开了一种聚丙烯腈碳纤维原丝及其制备方法和碳纤维。所述方法包括:纺丝原液经喷丝形成的原液细流在空气层中与凝固剂接触,然后进入凝固浴中凝固;所述凝固剂为小分子醇类化合物。本发明专利技术所述的方法结合了湿法和干湿法纺丝的优点,既能保持高的纺丝速度,又能在原丝表面形成沟槽结构,进而能够提高复合材料的层间剪切强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纤维领域,具体涉及一种聚丙烯腈碳纤维原丝及其制备方法和碳纤维


技术介绍

1、目前聚丙烯碳纤维原丝制备主要采用湿法和干湿法两种工艺,各有优缺点。湿法工艺,喷丝板浸在凝固浴槽中,纺丝液经喷丝板挤出后在巴拉斯胀大阶段即开始凝固,凝固的皮层在牵伸后收缩形成沿纤维轴向排布的沟槽结构,该结构一直延续到成品原丝以及碳纤维上。沟槽结构在制备复合材料时易于和树脂基体产生锚定作用,界面结合性较好,层间剪切强度高。但该工艺纺丝液在挤出胀大阶段开始凝固,凝固丝条上张力较大,且随纺丝速度线性增高,当速度提高到一定程度时,初生纤维断裂。因此湿法纺丝的速度较低,一般在200米/min以下。干湿法纺丝工艺,纺丝液经喷丝板挤出后先经过一定高度的空气层再进入凝固浴,在空气层中挤出胀大效应基本消除,并且在凝固牵伸过程中牵伸点也发生在空气层中,因此凝固张力低,易于提高纺速,干湿法纺丝速度一般在300-450米/min,有利于提高产量,降低生产成本。但是由于干湿法纺丝在空气层中消除了挤出胀大效应,制备的原丝和碳纤维表面光滑,在制备复合材料时界面结合力较差,层间剪切强度低。

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【技术保护点】

1.一种制备聚丙烯腈碳纤维原丝的方法,其特征在于,所述方法包括:纺丝原液经喷丝形成的原液细流在空气层中与凝固剂接触,然后进入凝固浴中凝固;

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述小分子醇类化合物为C1-C5的脂肪醇;

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述凝固剂为凝固剂雾滴;

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述凝固剂雾滴的直径为0.5-5μm。

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的方法,其特征在于,所述凝固剂雾滴通过载气输送至空气层内;

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,空气层的高度为3...

【技术特征摘要】

1.一种制备聚丙烯腈碳纤维原丝的方法,其特征在于,所述方法包括:纺丝原液经喷丝形成的原液细流在空气层中与凝固剂接触,然后进入凝固浴中凝固;

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述小分子醇类化合物为c1-c5的脂肪醇;

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述凝固剂为凝固剂雾滴;

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述凝固剂雾滴的直径为0.5-5μm。

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的方法,其特征在于,所述凝固剂雾滴通过载气输送至空气层内;

6.根据权利要求1所述的方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:马雷沈志刚肖士洁
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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