[發明專利]聚丙烯腈基碳纖維及其前體材料

有效

• 申請號: 201010132997.8
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN102190756A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 魏騰芳;陳俊智;陳鈺婷
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: C08F220/44
• 分類號: C08F220/44;C08F220/14;C08F222/14;D01F9/22
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉

1.一種聚丙烯腈基碳纖維前體材料，具有下列化學式(I)：

其中

R為甲基、乙基或丙基；

x+z＝0.5～20.0mol％；

z≥0.5mol％；

y＝99.5～80.0mol％；以及

x+y+z＝100mol％。

2.根據權利要求1所述的聚丙烯腈基碳纖維前體材料，其中R為甲基，x+z＝0.5～15.0mol％，z≥0.5mol％，y＝99.5～85.0mol％。

3.根據權利要求1所述的聚丙烯腈基碳纖維前體材料，其中x+z＝10.0～20.0mol％，z≥1.0mol％，y＝90.0～80.0mol％。

4.根據權利要求1所述的聚丙烯腈基碳纖維前體材料，其中x+z＝10.0～15.0mol％，z≥1.0mol％，y＝90.0～85.0mol％。

5.根據權利要求1所述的聚丙烯腈基碳纖維前體材料，其中x+z＝0.5～9.0mol％，z≥0.5mol％，y＝99.5～91.0mol％。

6.根據權利要求1所述的聚丙烯腈基碳纖維前體材料，其中x+z＝0.5～4.0mol％，z≥0.5mol％，y＝99.5～96.0mol％。

7.一種制備聚丙烯腈基碳纖維的方法，包括：

提供制備熔紡型聚丙烯腈基碳纖維用的切片，即材料粒，或制備濕紡型聚丙烯腈基碳纖維用的紡絲液，其中該材料粒或該紡絲液包括根據權利要求1項所述的聚丙烯腈基碳纖維前體材料；

對該材料粒或該紡絲液進行紡絲，以形成纖維原絲，即前體；

對該纖維原絲進行氧化，以形成氧化纖維；以及

對該氧化纖維進行熱處理，以形成聚丙烯腈基碳纖維。

8.根據權利要求7所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中該紡絲包括熔融紡絲或濕式紡絲。

9.根據權利要求8所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中該熔融紡絲的溫度介于160～230℃。

10.根據權利要求8所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中經由該熔融紡絲形成的該纖維原絲的強度介于1.5～3.5g/den。

11.根據權利要求8所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中經由該熔融紡絲形成的該纖維原絲的伸長率介于30.0～10.0％。

12.根據權利要求7所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中該紡絲液是通過二甲基亞砜、N，N-二甲基甲胺或N，N-二甲基乙酰胺溶劑所配制的。

13.根據權利要求12所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中該溶劑的濃度介于20～40％。

14.根據權利要求8所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中該濕式紡絲的溫度介于60～85℃。

15.根據權利要求8所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中該濕式紡絲包括使用凝固液。

16.根據權利要求15所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中該凝固液包括二甲基亞砜、N，N-二甲基甲胺、N，N-二甲基乙酰胺或水。

17.根據權利要求8所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中經由該濕式紡絲形成的該纖維原絲的強度介于3.0～4.0g/den。

18.根據權利要求8所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中經由該濕式紡絲形成的該纖維原絲的伸長率介于12.0～5.0％。

19.根據權利要求8所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中經由該熔融紡絲與該氧化形成的氧化纖維的強度介于1.0～2.0g/den。

20.根據權利要求8所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中經由該熔融紡絲與該氧化形成的該氧化纖維的伸長率介于30.0～10.0％。

21.根據權利要求8所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中經由該熔融紡絲與該氧化形成的該氧化纖維的密度介于1.2～1.3g/cm³。

22.根據權利要求8所述的聚丙烯腈基碳纖維，其中經由該熔融紡絲與該氧化形成的該氧化纖維的限氧指數，LOI，介于40～60。