CN104562301A - 基于pan原丝制备碳纤维的工艺流程 - Google Patents
基于pan原丝制备碳纤维的工艺流程 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104562301A CN104562301A CN201310466406.4A CN201310466406A CN104562301A CN 104562301 A CN104562301 A CN 104562301A CN 201310466406 A CN201310466406 A CN 201310466406A CN 104562301 A CN104562301 A CN 104562301A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon fiber
- technological process
- fiber
- dry
- pan
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
基于PAN原丝制备碳纤维的工艺流程，至少经过：PAN原丝→预氧化→碳化→石墨化→表面处理→卷取→碳纤维等工艺流程进行，本发明生产工艺简单，对PAN原丝要求较宽，节能减排。
Description
技术领域
本发明属于纳米新材料制备技术领域，特别是基于PAN原丝制备碳纤维的工艺流程。
背景技术
碳纤维是一种以聚丙烯腈(PAN)、沥青、粘胶纤维等为原料，经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90％的特种纤维。碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。PAN基生产工艺简单，产品综合性能好，因而发展很快，产量占到９０％以上，成为最主要的的品种。
发明内容
基于PAN原丝制备碳纤维的工艺流程，至少经过：PAN原丝→预氧化→碳化→石墨化→表面处理→卷取→碳纤维等工艺流程进行。
由丙烯腈和其他少量第二、第三单体(丙烯酸甲醋、甲叉丁二脂等)共聚生成共聚聚丙烯腈树脂(分子量高于6～8万)，然后树脂经溶剂(硫氰酸钠、二甲基亚矾、硝酸和氯化锌等)溶解，形成粘度适宜的纺丝液，经湿法、干法或干-湿法进行纺丝，再经水洗、牵伸、干燥和热定型即制成聚丙烯腈纤维，将纤维在空气下加热至约270℃，保温0.5h～3h，再将预氧化纤维在氮气中进行高温处理(l600℃)，即碳化处理，则纤维进一步产生交联环化、芳构化及缩聚等反应，并脱除氢、氮、氧原子，最后形成二维碳环平面网状结构和层片粗糙平行的乱层石墨结构的碳纤维。
有益效果本发明生产工艺简单，对PAN原丝要求较宽，节能减排。
具体实施方式
生产中制取聚丙烯腈纤维的过程是：先由丙烯腈和其他少量第二、第三单体(丙烯酸甲醋、甲叉丁二脂等)共聚生成共聚聚丙烯腈树脂(分子量高于6～8万)，然后树脂经溶剂(硫氰酸钠、二甲基亚矾、硝酸和氯化锌等)溶解，形成粘度适宜的纺丝液，经湿法、干法或干-湿法进行纺丝，再经水洗、牵伸、干燥和热定型即制成聚丙烯腈纤维。若将聚丙烯腈纤维直接加热易熔化，不能保持其原来的纤维状态。因此，制备碳纤维时，首先要将聚丙烯腈纤维放在空气中或其他氧化性气氛中进行低温热处理，即预氧化处理[6]。预氧化处理是纤维碳化的预备阶段。一般将纤维在空气下加热至约270℃，保温0.5h～3h，聚丙烯腈纤维的颜色由白色逐渐变成黄色、棕色，最后形成黑色的预氧化纤维。这是聚丙烯腈线性高分子受热氧化后，发生氧化、热解、交联、环化等一系列化学反应形成耐热梯型高分子的结果。再将预氧化纤维在氮气中进行高温处理(l600℃)，即碳化处理，则纤维进一步产生交联环化、芳构化及缩聚等反应，并脱除氢、氮、氧原子，最后形成二维碳环平面网状结构和层片粗糙平行的乱层石墨结构的碳纤维。
Claims (2)
1.基于PAN原丝制备碳纤维的工艺流程，其特征为：PAN原丝→预氧化→碳化→石墨化→表面处理→卷取→碳纤维。
2.根据权利要求1所述，基于PAN原丝制备碳纤维的工艺流程，由丙烯腈和其他少量第二、第三单体(丙烯酸甲醋、甲叉丁二脂等)共聚生成共聚聚丙烯腈树脂(分子量高于6～8万)，然后树脂经溶剂(硫氰酸钠、二甲基亚矾、硝酸和氯化锌等)溶解，形成粘度适宜的纺丝液，经湿法、干法或干-湿法进行纺丝，再经水洗、牵伸、干燥和热定型即制成聚丙烯腈纤维，将纤维在空气下加热至约270℃，保温0.5h～3h，再将预氧化纤维在氮气中进行高温处理(l600℃)，即碳化处理，则纤维进一步产生交联环化、芳构化及缩聚等反应，并脱除氢、氮、氧原子，最后形成二维碳环平面网状结构和层片粗糙平行的乱层石墨结构的碳纤维。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310466406.4A CN104562301A (zh) | 2013-10-09 | 2013-10-09 | 基于pan原丝制备碳纤维的工艺流程 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310466406.4A CN104562301A (zh) | 2013-10-09 | 2013-10-09 | 基于pan原丝制备碳纤维的工艺流程 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104562301A true CN104562301A (zh) | 2015-04-29 |
Family
ID=53079345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310466406.4A Pending CN104562301A (zh) | 2013-10-09 | 2013-10-09 | 基于pan原丝制备碳纤维的工艺流程 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104562301A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105624925A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-06-01 | 苏州协泰科技有限公司 | 用腈基型碳纤原丝生产过滤材料的生产工艺 |
| CN107064015A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-08-18 | 江苏恒神股份有限公司 | 一种聚丙烯腈原丝预氧化程度的检测方法 |
| CN108532029A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-09-14 | 浙江理工大学 | 采用服用或废弃服用腈纶制备纳米碳纤维的方法 |
-
2013
- 2013-10-09 CN CN201310466406.4A patent/CN104562301A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105624925A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-06-01 | 苏州协泰科技有限公司 | 用腈基型碳纤原丝生产过滤材料的生产工艺 |
| CN105624925B (zh) * | 2015-12-22 | 2017-07-11 | 苏州协泰科技有限公司 | 用腈基型碳纤原丝生产过滤材料的生产工艺 |
| CN107064015A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-08-18 | 江苏恒神股份有限公司 | 一种聚丙烯腈原丝预氧化程度的检测方法 |
| CN108532029A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-09-14 | 浙江理工大学 | 采用服用或废弃服用腈纶制备纳米碳纤维的方法 |
| CN108532029B (zh) * | 2018-04-17 | 2021-04-02 | 浙江理工大学 | 采用服用或废弃服用腈纶制备纳米碳纤维的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102733009B (zh) | 一种具有规整表面沟槽的高强度聚丙烯腈基碳纤维及其制备方法 | |
| CN105155042B (zh) | 一种碳纤维丝的生产方法 | |
| CN103184588B (zh) | 一种12k四元聚丙烯腈基碳纤维的制造方法 | |
| CN101910480B (zh) | 耐燃纤维和碳纤维的制造方法 | |
| Frank et al. | High-performance PAN-based carbon fibers and their performance requirements | |
| CN106592020B (zh) | 聚丙烯腈基热稳定化纤维的制备方法 | |
| CN102605477B (zh) | 聚酰亚胺基碳纤维及其制备方法 | |
| CN107287699B (zh) | 一种聚丙烯腈基碳纤维原丝快速预氧化工艺 | |
| CN103409854A (zh) | 一种碳纤维的生产方法 | |
| CN108532028B (zh) | 石墨烯-碳复合纤维及其制备方法 | |
| JP2016113726A (ja) | ポリアクリロニトリル系炭素繊維前駆体繊維および炭素繊維の製造方法 | |
| CN102212965B (zh) | 一种液态聚丙烯腈低聚物上浆剂及其在碳纤维上的应用 | |
| CN109082730A (zh) | 大直径聚丙烯腈基碳纤维及其制备方法 | |
| CN104562301A (zh) | 基于pan原丝制备碳纤维的工艺流程 | |
| CN111793857A (zh) | 一种碳纤维表面处理的方法 | |
| CN109252251A (zh) | 大直径干湿法聚丙烯腈基碳纤维及其制备方法 | |
| CN103233297A (zh) | 一种6k聚丙烯腈基碳纤维制造方法 | |
| CN109763209A (zh) | 一种制造高导热沥青基碳纤维的方法 | |
| CN101922065B (zh) | 聚丙烯腈基碳纤维原丝的预氧化方法 | |
| CN103184591A (zh) | 一种12k二元聚丙烯腈基碳纤维的制造方法 | |
| CN107653520A (zh) | 一种低成本化聚丙烯腈基碳纤维的制备方法 | |
| CN108251919B (zh) | 一种间歇加连续式的沥青基石墨纤维长丝制备方法 | |
| CN110144643A (zh) | 一种高性能中间相沥青基石墨纤维的制备方法 | |
| CN206217892U (zh) | 贯通道结构及具有其的列车 | |
| CN106592019B (zh) | 聚丙烯腈基高性能碳纤维的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150429 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |