[發(fā)明專利]一種基于干噴濕紡高強中模航空用碳纖維的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911275560.7
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN111074381A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳秋飛;楊瑞;郭鵬宗;胡和亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司
• 主分類號: D01F9/22
• 分類號: D01F9/22;D01F11/16;D01F11/14;D06M15/55;D06M101/40
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 趙毅

1.一種基于干噴濕紡高強中模航空用碳纖維的制備工藝，其特征在于：

采用干噴濕紡、凝固后制備取向度、高細(xì)旦化原絲；經(jīng)預(yù)氧化、低溫碳化、高溫碳化和表面處理后；

使得原絲拉伸強度在5.5-6.5GPa，模量在290-310GPa，斷裂伸長率2.1％，單向板ILSS在120MPa以上。

2.基于干噴濕紡高強中模航空用碳纖維的制備工藝，其特征在于，包括具體步

驟如下：

對干噴濕紡制備的取向度、高細(xì)旦化原絲進行預(yù)氧化，并保證氧化段單絲間溫度的一致；

再依靠控制碳化的溫度、牽伸比，進行來控制晶體的生長，獲得高晶體取向及微晶堆積；

通過陽極氧化電化學(xué)處理，獲得的ILSS在70MPa以上的纖維后，后處理得到高強中模航空用碳纖維。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強中模航空用碳纖維，其特征在于：干噴濕紡的原絲纖度為0.6-0.8dtex，單絲直徑5-9um單絲強力在9cN/dtex以上，取向度92％以上，纖維表面光滑無明顯溝槽。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強中模航空用碳纖維，其特征在于：預(yù)氧化得到預(yù)氧化體密度為1.32-1.36g/cm³，預(yù)氧化牽伸率0.90-1.20，張力為20-25cN/dtex。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強中模航空用碳纖維，其特征在于：預(yù)氧化過程中，采用復(fù)合硅油，包括環(huán)氧硅油、聚醚硅油、氨基硅油。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強中模航空用碳纖維，其特征在于：碳化過程中，采用兩段碳化過程，分別低溫和高溫過程，低溫碳化溫度300-900℃，低溫碳化牽伸率0.95-1.10；高溫碳化溫度為900-1600℃，高溫碳化牽伸率為0.94-0.98。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強中模航空用碳纖維，其特征在于：陽極電化學(xué)表面處理為高電量陽極電化學(xué)表面處理，處理介質(zhì)為NaHCO₃、NaOH、H2SO₄酸、堿、鹽類電解質(zhì)，電量為10-50C/g。

8.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的高強中模航空用碳纖維，其特征在于：所述的陽極電化學(xué)表面處理，經(jīng)過2級或多級電化學(xué)表面處理，處理的時間30-90S。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強中模航空用碳纖維，其特征在于：后處理過程需要上漿并進行收卷，采用環(huán)氧改性上漿劑，纖維含膠為0.5-1.5％。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高強中模航空用碳纖維，其特征在于：環(huán)氧改性上漿劑采用環(huán)氧型樹脂，根據(jù)GB 1450.1-2005測試標(biāo)準(zhǔn)，單向板ILSS在120MPa以上。