【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体以气固相化学改性后，氧化聚丙烯腈纤维中的氧化反应指数(Itj)来鉴别纤维化学结构的优劣，以Itj值为标准调控气固相化学改性工艺参数，进而制得拉伸强度高于3. 5GPa、杨氏模量高于250GPa的高性能碳纤维，属于碳纤维
技术介绍
聚丙烯腈纤维在热氧稳定化阶段的氧化反应程度与最终碳纤维的力学性能有着显著的相关性，这是因为纤维内所发生的气固相化学反应主要包括氧化、脱氢和环化等反应，经过这些化学反应后，聚丙烯腈大分子链上会形成稳定的耐热梯形结构，保证了后续碳化反应的顺利进行。尤其是在热氧稳定化后期，氧化反应的进程将决定纤维大分子链上耐热结构的最终数量。当氧化反应程度过低时，纤维内生成的含氧官能团数量过少，不利于纤维耐热结构的形成，这样可能造成后续高温处理中过量分子链的断裂；而当氧化反应程度过高时，纤维内形成的过多含氧官能团会在后续的碳化反应中以CO或CO2的形式逸出，并留下许多孔洞，造成纤维内部的结构缺陷，使最终碳纤维的碳化收率和力学性能严重下降。因此，对于不同共聚组分、以及由不同纺丝方法导致的聚集态结构存在差异的聚丙烯腈原丝，如何优化调...
【技术保护点】
一种高性能碳纤维的制备方法，其特征在于，以聚丙烯腈共聚纤维为前躯体，包括以下步骤：（1）将含有丙烯腈质量分数高于90%的聚丙烯腈共聚纤维置于热处理炉内进行热氧稳定化，牵伸率设定为5~12%，其中纤维在180~250℃的温区内停留时间为60分钟，在265~280℃的温区内对纤维进行气固相化学改性处理，控制纤维停留时间为17~22分钟，制取氧化纤维，在180~250℃的温区内指的是在180~250℃温度范围内分出多个温区，初始温度180，最终温度为250℃；（2）气固相化学改性处理后的氧化纤维进行350~680℃和1300℃的低温和高温碳化处理，制备出碳纤维。
【技术特征摘要】
1.一种高性能碳纤维的制备方法，其特征在于，以聚丙烯腈共聚纤维为前躯体，包括以下步骤:(I)将含有丙烯腈质量分数高于90%的聚丙烯腈共聚纤维置于热处理炉内进行热氧稳定化，牵伸率设定为5 12%，其中纤维在18(T250°C的温区内停留时间为60分钟，在265 280°C的温区内对纤维进行气固相化学改性处理，控制纤维停留时间为17 22分钟，制取氧化纤维，在18(T250°C的温区内指的是在18(T250°C温度范围内分出多个温区，初始温度180，最终温度为250°C; (2)气固相化学改性处理后的氧化纤维进行35(T680°C和1300°C的低温和高温碳化处理，制备出碳纤维。2.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(I)中以氧化纤维的氧化反应指数‘作为上述经过气固相化学改性处理的纤维的化...
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