[發(fā)明專利]一種聚丙烯腈基碳纖維的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210230405.5
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102733010A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 高峰閣;門海泉;彭衛(wèi)東;賈晶;張文發(fā);張勇
• 申請（專利權(quán)）人: 西安康本材料有限公司
• 主分類號: D01F9/22
• 分類號: D01F9/22;D01D5/16;D01D10/02
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

1.一種聚丙烯腈基碳纖維的制備方法，其特征在于，具體過程是：

步驟1，聚丙烯腈原絲的預氧化：采用連續(xù)式預氧化爐實現(xiàn)聚丙烯腈原絲的預氧化；預氧化爐溫度范圍195℃～265℃,通過6個溫區(qū)形成溫度梯度；纖維牽伸率-2％，預氧化總有效時間為60min，各溫區(qū)的有效預氧化時間為10min；在聚丙烯腈原絲的預氧化過程中，第1溫區(qū)入口處牽伸輥的線速度V₁=0.3m/s，轉(zhuǎn)速RPM₁=（V₁/S）×100；第2溫區(qū)入口處牽伸輥線速度V₂=V₁（1+R₁），轉(zhuǎn)速RPM₂=（V₂/S）×100，式中，R₁為第1溫區(qū)的牽伸比，R₁為0％；第3溫區(qū)入口處牽伸輥線速度V₃=V₂（1+R₂），轉(zhuǎn)速RPM₃=（V₃/S）×100，R₂為第2溫區(qū)的牽伸比，R₂為3％；第4溫區(qū)入口處牽伸輥線速度V₄＝V₃（1+R₃），轉(zhuǎn)速RPM₄=（V₄/S）×100，式中，R₃為第3溫區(qū)的牽伸比，R₃為2％；第5溫區(qū)入口處牽伸輥線速度V₅＝V₄（1+R₄），轉(zhuǎn)速RPM₅=（V₅/S）×100，式中，R₄為第4溫區(qū)的牽伸比，R₄為0％；第6溫區(qū)入口處牽伸輥線速度V₆＝V₅（1+R₅），轉(zhuǎn)速RPM₆=（V₆/S）×100，R₅為第5溫區(qū)的牽伸比，R₅為-2％；第6溫區(qū)出口處牽伸輥的線速度V₇和轉(zhuǎn)速RPM₇，V₇＝V₆（1+R₆），R₆為第6溫區(qū)的牽伸比，R₆為-1.5％；得到聚丙烯腈預氧化纖維；所述的轉(zhuǎn)速RPM的單位為r/min；S為牽伸輥周長m/r；

步驟2，低溫炭化：將聚丙烯腈預氧化纖維通過低溫炭化爐牽伸輥進入低溫碳化爐進行炭化；炭化中，以高純氮氣作為炭化介質(zhì)，炭化爐的內(nèi)壓為20～50Pa；低溫炭化的過程包括3個溫區(qū)，各溫區(qū)分別為450℃、570℃和625℃，并由低溫到高溫形成溫度梯度；低溫炭化過程中纖維牽伸率1％-10％，低溫炭化的總有效時間為2min；低溫炭化牽伸輥線速度V_低炭=V₇（1+R_低炭），轉(zhuǎn)速RPM_低炭=（V_低炭/S）×100，R_低炭為低溫炭化過程的牽伸比，R_低炭為1％-10％；得到低溫炭化纖維；

步驟3，高溫炭化：將得到的低溫炭化纖維通過高溫炭化爐牽伸輥進入高溫碳化爐進行炭化；炭化中，以高純氮氣作為炭化介質(zhì)，炭化爐的內(nèi)壓為20～50Pa；高溫炭化的過程包括2個溫區(qū)，各溫區(qū)分別為1050℃和1350℃，并由低溫到高溫形成溫度梯度；高溫炭化過程中纖維牽伸率-4％，高溫炭化的總有效時間1min；高溫炭化牽伸輥線速度V_高炭=V_低炭（1+R_高炭），轉(zhuǎn)速RPM_高炭=（V_高炭/S）×100，R_高炭為高溫炭化過程的牽伸比，R_高炭為-4％；得到聚丙烯腈基碳纖維。