[發明專利]從多用途商業纖維生產碳纖維的方法

在審

• 申請號: 201680077572.7
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108431310A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 康尼·D·杰克森;阿米特·K·納斯卡
• 申請（專利權）人: UT-巴特勒有限公司
• 主分類號: D01F9/12
• 分類號: D01F9/12;D01F9/14;D01F9/22;D01F6/18;D01D10/02;D02J1/22
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝

1.一種生產碳纖維的方法，包括以下步驟：

提供聚丙烯腈前體聚合物纖維，聚丙烯腈前體絲包含87-97摩爾％的丙烯腈，并且包含小于0.5摩爾％的促進劑官能團，所述絲為每根絲不超過3旦尼爾；

將聚丙烯腈前體絲排列成至少150000旦尼爾/英寸寬度的絲束；

通過將所述絲束在至少一個含有氧氣的氧化區中加熱并且保持在第一溫度同時拉伸至少10％來穩定化所述排列的聚丙烯腈前體纖維絲束，以產生穩定化的前體纖維；和

碳化所述穩定化的前體纖維以生產碳纖維。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述碳纖維具有至少30Msi的拉伸模量。

3.根據權利要求1所述的方法，其中所述碳纖維具有至少1％的拉伸應變。

4.根據權利要求1所述的方法，其中所述促進劑官能團是可以在所述前體聚合物的聚丙烯腈鏈段中引發環化反應的酸官能團。

5.根據權利要求1所述的方法，其中所述促進劑官能團為選自氨基-NH₂、取代的氨基-NH-、酰胺基-CO-NH-、羧酸基團COOH和磺酸基團-SO₃H中的至少一種，以及可以在所述前體聚合物的聚丙烯腈鏈段中引發環化反應的所有促進劑基團的鹽。

6.根據權利要求1所述的方法，其中所述促進劑官能團為可在所述前體聚合物的聚丙烯腈鏈段中引發環化反應的供電子官能團。

7.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體聚合物絲包含91-94摩爾％的丙烯腈。

8.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體聚合物絲包含至少87摩爾％的丙烯腈。

9.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體聚合物絲包含至少88摩爾％的丙烯腈。

10.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體聚合物絲包含至少89摩爾％的丙烯腈。

11.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體聚合物絲包含至少90摩爾％的丙烯腈。

12.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體聚合物絲包含至少91摩爾％的丙烯腈。

13.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體絲包含至少92摩爾％的丙烯腈。

14.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體聚合物絲包含至少93摩爾％的丙烯腈。

15.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體聚合物絲包含至少94摩爾％的丙烯腈。

16.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體聚合物絲包含至少95摩爾％的丙烯腈。

17.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體聚合物絲包含至少96摩爾％的丙烯腈。

18.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體聚合物絲包含不超過97摩爾％的丙烯腈。

19.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體聚合物絲包含不超過96摩爾％的丙烯腈。

20.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯腈前體聚合物絲包含不超過95摩爾％的丙烯腈。