【技术实现步骤摘要】
一种制造聚丙烯腈基碳纤维的方法
本专利技术涉及制造聚丙烯腈基碳纤维的方法，碳纤维的原丝的制备原料聚丙烯腈树脂采用衣糠酸为第三共聚单体，原丝通过湿法纺丝工艺加以制备。
技术介绍
碳纤维具有优异的机械特性，其极高的比强度和比模量其它材料难以比拟，作为一种增强材料，它在航天、航空器以及运动器材的制造等领域被广泛使用。碳纤维通常由可碳化物质制成的原丝经预氧化和碳化后制得，由于聚丙烯腈树脂具有较高的碳化得率，因此聚丙烯腈纤维是非常理想的碳纤维原丝，制得的碳纤维称为聚丙烯腈基碳纤维。要得到性能优良的聚丙烯腈基碳纤维，原丝的纯化至关重要，尤其对金属杂质含量的要求更高，如碱金属和碱土金属，它们在原丝进行预氧化、碳化等高温处理时，会促进CO、CO2等气体的逸出从而在碳纤维内部形成空洞缺陷。若以灰份来计量原丝中金属杂质含量，当灰份低于0.1‰时原丝一般被认为是高纯化的，由此制得的碳纤维将具有较高的品质。聚丙烯腈基碳纤维原丝中的金属类杂质主要来自聚合原料、聚合引发体系以及聚合或纺丝的溶剂。对于金属杂质的去除可在原丝制造的后处理过程、原丝制成后或原丝经预氧化后等环节采用洗涤的手段来进行，...
【技术保护点】
一种制造聚丙烯腈基碳纤维的方法，碳纤维原丝的纺丝原料聚丙烯腈树脂为三种单体的共聚物，第一单体为丙烯腈；第二单体取自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或醋酸乙烯酯中的一种；第三单体为衣糠酸，聚丙烯腈树脂中第三单体的含量为0.5～2.0wt％，且第二和第三单体的总含量为1.0～7.0wt％，其特征在于该方法依次包括以下步骤：1)聚丙烯腈树脂以45～58wt％的NaSCN水溶液为溶剂配制成纺丝溶液，以8～16wt％的NaSCN水溶液为凝固浴采用湿法纺丝工艺经喷丝及凝固成形制得初生纤维；2)初生纤维在1～5wt％的NaSCN水溶液中进行水浴牵伸，水浴温度控制为5...
【技术特征摘要】
1.一种制造聚丙烯腈基碳纤维的方法，碳纤维原丝的纺丝原料聚丙烯腈树脂为三种单体的共聚物，第一单体为丙烯腈；第二单体取自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或醋酸乙烯酯中的一种；第三单体为衣糠酸，聚丙烯腈树脂中第三单体的含量为0.5～2.0wt％，且第二和第三单体的总含量为1.0～7.0wt％，其特征在于该方法依次包括以下步骤：1)聚丙烯腈树脂以45～58wt％的NaSCN水溶液为溶剂配制成纺丝溶液，以8～16wt％的NaSCN水溶液为凝固浴采用湿法纺丝工艺经喷丝及凝固成形制得初生纤维；2)初生纤维在1～5wt％的NaSCN水溶液中进行水浴牵伸，水浴温度控制为5～30℃，牵伸倍数控制为1.5～2.5；3)初生纤维用去离子水淋洗，水温控制为45～60℃，淋洗时间控制为2～20min；4)初生纤维置于酸性水溶液中浸渍，酸采用硫酸、盐酸或硝酸，酸性水溶液的pH值为0.5～3.0，温度控制为45～60℃，以重量比计，浴比控制为初生纤维∶溶液＝1∶(15～25)，浸渍时间控制为2～15min；5)初生纤维置于氢氧化钠或氢氧化钾水溶液中浸渍，溶液中钠离子或钾离子的浓度为200～800mg/L，温度控制为40～60℃，以重量比计，浴比控制为初生纤维∶溶液＝1∶(5～10)，浸渍时间控制为1～5min；6)初生纤维在纯水中进行水浴牵伸，水浴温度控制为95～100℃，牵伸倍数控制为3～5；7)初生纤维用温度为90～100℃的去离子水进行热水浴漂洗，至漂洗液呈中性及测不出钠离子或钾离子后再继续漂洗5～15min；8)初生纤维经后处理过程制得碳纤维原丝，后处理过程包括上油和干燥致密化；9)碳纤维原丝在施以牵伸的状态下，在有氧气氛中进行预氧化，得到预氧化丝；10)预氧化丝在施以牵伸的状态下，在无氧气氛中进行碳化，得到聚丙烯腈基碳纤维成品。2.根据权利要求1所述的制造聚丙烯腈基碳纤维的方法，其特征在于步骤4)所述的酸采用硝酸。3.根据权利要求1所述的制造聚丙烯腈基碳纤维的方法，其特征在于步骤4)所述的酸性水溶液的pH值为1.0～2.0。4.根据权利要求1所述的制造聚丙烯腈基碳纤维的方法，其特征在于步骤4)所述的酸性水溶液的温度为50～55℃。5.根据权利要求1所述的制造聚丙烯腈基碳纤维的方法，其特征在于步骤4)所...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾文兰，陆正鸣，王平，黄翔宇，张捷，吴嵩义，冯林明，袁玉红，郑鹏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化上海石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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