[發明專利]聚丙烯腈碳纖維原絲的制備方法

在審

• 申請號: 201410669306.6
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN105671670A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 張靜;沈志剛;屠曉萍;肖士潔
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: D01F6/38
• 分類號: D01F6/38;D01F11/06;D01F9/22;D01D5/06;D01D5/14;D01D10/06;D01D11/00
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本發明涉及一種聚丙烯腈基碳纖維原絲的制備方法，主要解決現有技術中采用普通油劑裝置紡絲所得的碳纖維原絲強度低，性能不穩定的問題。通過采用包括以下步驟：1)原液制備：將溶劑、丙烯腈、共聚單體和引發劑聚合得到紡絲原液，原液經脫單和脫泡后，經過過濾得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液；2)凝固成型：將所述高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液經噴絲板噴出，再經過凝固浴，得到初生纖維；3)將所述初生纖維經牽伸及水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牽伸、熱定型及收絲，得到高性能聚丙烯腈碳纖維原絲；其中，所述上油通過帶有超聲裝置的油劑槽進行上油的技術方案，較好地解決了該問題，可用于的碳纖維原絲的工業生產中。

技術領域

本發明涉及一種聚丙烯腈碳纖維原絲的制備方法。

背景技術

聚丙烯腈(PAN)基碳纖維是1960年代迅速發展起來的新型材料，因其具有質量輕、比強度高、比模量高、耐高溫、耐腐蝕、耐磨、抗疲勞、導電、導熱等優異性能，被廣泛應用于衛星、運載火箭、戰術導彈、宇宙飛船等軍工行業，已成為航天航空工業中不可缺少的材料。優異的碳纖維用原絲應該具有耐熱性高、孔隙構造少、表面缺陷少、結構致密、拉伸性好等特點。

原絲是制取高性能碳纖維的前提，而在紡絲過程中，上油是一個關鍵步驟，在紡絲過程中使用合適的上油裝置是獲得穩定優質碳纖維原絲的基礎。

中國專利CN203294593U公開了一種循環油式油劑槽，包括油劑槽本體、油劑分配泵和油劑嘴，所述的油劑分配泵的一端連接油劑槽本體，另一端連接油劑嘴，其特征在于，該油劑槽本體配置有一個能夠促使油劑槽本體內油劑混合均勻的循環泵，循環泵的進口和出口均與油劑槽本體連通。但是，所制備的纖維性能不穩定，最終影響碳纖維的性能，所以必須制備出一種有效的上油方式來解決這一問題。

發明內容

本發明涉及一種聚丙烯腈碳纖維原絲的制備方法，主要解決現有技術中采用普通油劑裝置紡絲所得的碳纖維原絲強度低，性能不穩定的問題。本發明通過一種聚丙烯腈碳纖維原絲的制備方法，較好地解決了該問題，可用于碳纖維原絲的工業生產中。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種聚丙烯腈基碳纖維原絲的制備方法，包括以下步驟：

(1)原液制備：將溶劑、丙烯腈、共聚單體和引發劑聚合得到紡絲原液，原液經脫單和脫泡后，經過過濾得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液；

(2)凝固成型：將所述高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液經噴絲板噴出，再經過凝固浴，得到初生纖維；

(3)將所述初生纖維經牽伸及水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牽伸、熱定型及收絲，得到高性能聚丙烯腈碳纖維原絲；

其中，所述上油通過帶有超聲裝置的油劑槽進行上油。