四元氨化改性聚丙烯腈基原丝及碳纤维的制备方法技术

一种四元氨化改性聚丙烯腈基原丝及碳纤维的制备方法，以AN、MA、IA、AS和AIBN为溶质，以DMSO为溶剂，配制得到反应溶液。并对得到的反应溶液进行聚合反应，经过真空动态脱单脱泡后得到氨化改性的纺丝液。对得到的纺丝液经过凝固成型、热水牵伸、三次上油、蒸汽牵伸和定型、预氧化及碳化处理后，得到碳纤维。本发明专利技术通过合理配方和合理的工艺参数，使得到的纺丝原液在凝固成型过程中均质化程度高，提高了原丝的强度。本发明专利技术得到的碳纤维的强度和模量都有较大提高且变异系数变小，碳纤维钩强显著提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纤维制备领域，具体是一种高性能聚丙烯腈基(PAN)原丝及碳纤维的制备方法。
技术介绍
碳纤维具有质轻、高强、高模、导热、耐高温、耐腐蚀、低膨胀等综合优异性能，是理想的耐烧蚀功能复合材料和结构复合材料的组元，在卫星、运载火箭、宇宙飞船(航天飞机)、民用飞机等航空航天高技术尖端领域发挥着越来越重要的作用，是实现国民经济可持续发展的重要基础物资。PAN基碳纤维是当前研发、生产、应用的主流，而优质PAN原丝是制备优质碳纤维的关键，因为原丝的任何表面或内部缺陷都将可能“遗传”给碳纤维，继而对碳纤维性能的提闻造成重大的影响。目前，PAN基碳纤维用原丝工艺中的二步法纺丝以其相对复杂的工艺流程和设备增设条件逐渐被一步法纺丝工艺所取代；以ZnCl2溶液、NaSCN溶液为溶剂的纺丝方法增加杂质离子引入的风险以及生产成本，以DMF为溶剂的纺丝方法具有较大的毒性和危险性，而日本东丽公司以DMSO为溶剂进行一步法纺丝在国际上处于领先地位。目前，国内生产PAN基碳纤维用原丝通常采用以丙烯酸甲酯(MA)和衣康酸(IA)作为共聚单体三元共聚的自由基溶液间歇聚合、湿法一步法纺丝工艺，连续聚合工艺应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四元氨化改性聚丙烯腈基原丝及碳纤维的制备方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，纺丝液的制备：所述纺丝液为四元共聚纺丝液，以AN、MA、IA、AS和AIBN为溶质，以DMSO为溶剂，配制得到反应溶液；所述AN、MA、IA、AS的重量比为95～98：0.6～2.0：0.8～3.0：0.20～0.60；AIBN在溶质中的浓度为0.9wt%；溶质在反应溶液中的浓度为20.5～22.0wt%；对反应溶液进行聚合的全过程中，向聚合釜内通入压力为0.2Mpa的氨气；聚合反应温度为58～63℃，反应时间为20～30h，经过真空动态脱单脱泡后得到氨化改性的纺丝液；步骤2，纺丝液的过滤；步骤3，纺丝液的凝固成...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李崇俊，张善营，吴斌，张鹏，张玲，
申请(专利权)人：西安康本材料有限公司，
类型：发明
国别省市：