CN101709517A - 聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，其特征在于，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为5-15％的高锰酸钾溶液中浸渍处理1-10min，浸渍温度为50-90℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干。经过本发明处理的碳纤维用聚丙烯腈原丝能够使预氧化反应在较低的环化反应起始温度下进行，且原丝的放热量增加，预氧化程度有所提高。本发明方法简单有效，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯腈基碳纤维的制备，特别是一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺。
背景技术
目前关于碳纤维制备过程中各阶段及系统性的研究很多，但由于碳纤维涉及领域众多，化学反应复杂，至今对预氧化过程的结构转变没有统一的操作方法。预氧化过程是碳纤维制备过程中结构转变的关键阶段，也是最耗时的阶段。所以降低预氧化温度，提高预氧化程度，对碳纤维制备具有十分重要的经济价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种降低预氧化温、提高预氧化程度的聚丙烯腈原丝预氧化前处理工艺。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，其特点是，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为5-15％的高锰酸钾溶液中浸渍处理1-10min，浸渍温度为50-90℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干。
在以上所述的聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺中：
1、所述的高锰酸钾溶液的重量百分比浓度优选为8-12％；进一步优选为10％。
2、用高锰酸钾溶液浸渍处理的时间优选为3-7min；进一步优选为5min。
3、所述的浸渍温度优选为60-80℃；进一步优选为70℃。
4、水洗和烘干可以采用常规的水洗和烘干方法。
用本发明处理工艺进行预氧化处理的聚丙烯腈基碳纤维原丝经过预氧化、碳化处理工艺后，即可获得碳纤维成品。与现有技术相比，经过本发明处理的碳纤维用聚丙烯腈原丝能够使预氧化反应在较低的环化反应起始温度下进行，且原丝的放热量增加，预氧化程度有所提高。本发明方法简单有效，操作方便。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1。一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为5％的高锰酸钾溶液中浸渍处理1min，浸渍温度为50℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干。
实施例2。一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为15％的高锰酸钾溶液中浸渍处理10min，浸渍温度为90℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干。
实施例3。一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为8％的高锰酸钾溶液中浸渍处理3min，浸渍温度为60℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干。
实施例4。一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为12％的高锰酸钾溶液中浸渍处理7min，浸渍温度为80℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干。
实施例5。一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为10％的高锰酸钾溶液中浸渍处理5min，浸渍温度为70℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干。
对比实验。经过前处理工艺与未经前处理工艺的聚丙烯腈基碳纤维原丝的相关参数对较实验。
比较实验例：没有经过高锰酸钾处理的聚丙烯腈原丝。
实验例1：一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为6％的高锰酸钾溶液中浸渍处理4min，浸渍温度为60℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干。
实验例2：一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为6％的高锰酸钾溶液中浸渍处理8min，浸渍温度为80℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干。
实验例3：一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为9％的高锰酸钾溶液中浸渍处理4min，浸渍温度为80℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干。
实验例4：一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为9％的高锰酸钾溶液中浸渍处理8min，浸渍温度为80℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干。
实验例5：一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为12％的高锰酸钾溶液中浸渍处理4min，浸渍温度为60℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干
实验例6：一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为12％的高锰酸钾溶液中浸渍处理8min，浸渍温度为80℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干。
比较例和实验例，获得纤维性能测试结果列于表1：
表1
Claims (5)
1.一种聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，其特征在于，在聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前，将聚丙烯腈基碳纤维原丝置于重量百分比浓度为5-15％的高锰酸钾溶液中浸渍处理1-10min，浸渍温度为50-90℃；浸渍完毕后，将聚丙烯腈基碳纤维原丝进行水洗和烘干。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，其特征在于，所述的高锰酸钾溶液的重量百分比浓度为8-12％。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，其特征在于，所述的高锰酸钾溶液的重量百分比浓度为10％。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，其特征在于，用高锰酸钾溶液浸渍处理的时间为3-7min。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维原丝预氧化前处理工艺，其特征在于，所述的浸渍温度为60-80℃。
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