[發明專利]聚丙烯腈基碳纖維原絲紡絲液的連續聚合制備方法

無效

• 申請號: 200810054411.3
• 申請日: 2008-01-07
• 公開（公告）號: CN101215357A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 劉則民;桑建中;郝小生;康栓牛;程潤香;梁云;哈振彪
• 申請（專利權）人: 山西恒天紡織新纖維科技有限公司
• 主分類號: C08F220/44
• 分類號: C08F220/44;D01F9/22
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技術領域

本發明屬于一種碳纖維紡絲液，具體涉及一種聚丙烯腈基碳纖維原絲紡絲液的連續聚合制備方法。

背景技術

用二甲基亞砜為溶劑直接聚合紡絲是目前國際上最為重視的制備PAN基碳原絲的方法。過去的連續聚合由于聚合釜壁易結膠影響散熱，不能長期連續運轉，迫使業者轉向間斷聚合的方法，每聚合一釜即排空料進行清釜，而后再進料聚合下一釜，每年重復數百次，雖然解決了釜壁結膠影響散熱的問題，但頻繁開停車，進料排料升降溫和清釜，聚合體系中各物料濃度始終處于波動狀態，使制得的紡絲液質量波動大，而且能耗高，生產效率低，不易制得質量高、成本低的原絲。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供可長期連續聚合以制備質量均勻、粘度適中、分子量分布較窄、濃度范圍可調的無凝膠成份的碳纖維原絲紡絲液的聚丙烯腈基碳纖維原絲紡絲液的連續聚合制備方法。

本發明的技術方案：聚丙烯腈基碳纖維原絲紡絲液的連續聚合制備方法，包括下列步驟：

(1)將占丙烯腈和共聚單體總重量95-99.3％的丙烯腈，將占丙烯腈和共聚單體總重量0.7-5％的共聚單體，常溫下溶于占紡絲液總重量81-74％的二甲基亞砜中，攪拌1小時后加入占丙烯腈和共聚單體總重量0.3-1.5％的偶氮引發劑，攪拌半小時；

(2)將上述混合物降溫到-20℃～10℃后，連續泵入1-4個串聯的帶冷卻夾套的聚合釜中，溫度控制在30℃～70℃之間，聚合時間20-60小時；

(3)聚合后得到轉化率≤98％，粘度30-60PaS，濃度18-25％的紡絲液，該紡絲液分子量分布系數≤3。

偶氮引發劑選用偶氮二異丁腈，偶氮二異庚腈中的任一種或兩種，共聚單體選用衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸中的任一種。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：本發明可以連續進料，連續出料，可長期連續聚合以制備質量均勻、粘度適中、分子量分布較窄、濃度范圍可調的無凝膠成份的碳纖維原絲紡絲液。可制得質量波動小、能耗低、生產率高、容易控制產品質量、成本低的原絲紡絲液，總之，工藝易控制，紡絲適應性好。

具體實施方式

實施例1

將19.84kg重量的丙烯腈，0.16kg重量的衣康酸，常溫下溶解于79.8kg重量的二甲基亞砜中，攪拌一小時后加入0.1kg的偶氮二異庚腈和0.1kg重量的偶氮二異丁腈，攪拌半小時后，降溫到-10℃，連續自聚合釜上部加入，釜夾套中通入冷卻水，控制溫度30℃-70℃，共36小時，下部出口連續排出的聚丙烯腈溶液濃度19％，粘度45PaS(45℃測定)，分子量分布系數2.4，脫泡過濾后即成良好紡絲液。

實施例2

將22.54kg重量的丙烯腈，0.46kg重量的丙烯酸溶解于76.77kg重量的二甲基亞砜中，攪拌下先后加入0.13kg重量的偶氮二異庚腈和0.10kg重量的偶氮二異丁腈，混合物降溫到-12℃后加入聚合釜中，連續自聚合釜下部加入開始聚合，夾套通冷水控溫從30℃逐步升高到70℃，共48小時，得到轉化率97％，粘度60PaS(45℃)分子量分布系數2.5，脫泡過濾后可連續用此紡絲。