CN114108136B - 碳纤维的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种碳纤维的制造方法包括以下步骤。将第一单体及第二单体溶于第一溶剂中，并进行聚合反应，以得到共聚高分子。第一单体包括丙烯腈，第二单体具有不饱和键结，第一溶剂包括二甲基亚砜，且以100wt％的第一溶剂计，二甲基亚砜的含量介于99.9wt％至100wt％之间。对共聚高分子进行纺丝步骤。由本发明的碳纤维的制造方法制得的共聚高分子在纯度、分子量、纺丝性、结晶性、聚合转化率、机械强度等性质方面可具有良好的表现。

Description

碳纤维的制造方法

技术领域

本发明内容是有关于一种碳纤维的制造方法。

背景技术

近年来，随着环保意识抬头以及节能高效的概念逐渐形成，碳纤维的需求越来越高。由于碳纤维具有耐疲劳性佳、热传导率高、摩擦系数小、润滑性佳、热膨胀系数小、耐腐蚀性佳、X射线穿透率高以及比热与导电性介于非金属和金属之间等优点，因此常广泛地应用于例如是工业、运动、土木建筑、交通运输、能源、航天以及军事等领域。然而，在碳纤维的制造过程中，基于前驱物、工艺以及碳化条件的不同，所制成的碳纤维的机械强度及其他物性与化性也不相同。

目前常用聚丙烯腈(polyacrylonitrile，PAN)系前驱体纤维来制备碳纤维，而聚丙烯腈系前驱体纤维的质量常直接影响碳纤维的质量(例如，碳纤维的机械强度等特性)。因此，如何制造优质的聚丙烯腈系前驱体纤维，是本领域业者积极研究的重要课题。

发明内容

根据本发明一些实施方式，碳纤维的制造方法包括以下步骤。将第一单体及第二单体溶于第一溶剂中，并进行聚合反应以得到共聚高分子。第一单体包括丙烯腈，第二单体具有不饱和键结，第一溶剂包括二甲基亚砜，且以100wt％的第一溶剂计，二甲基亚砜的含量介于99.9wt％至100wt％之间。对共聚高分子进行纺丝步骤。

在本发明一些实施方式中，第一溶剂还包括二甲基砜及二甲硫醚，且以100wt％的第一溶剂计，二甲基砜的含量小于等于0.0004wt％，二甲硫醚的含量小于等于0.0008wt％。

在本发明一些实施方式中，第一溶剂的酸值小于等于0.02KOH mg/g，且第一溶剂的碱值小于等于0.01HClO₄ mg/g。

在本发明一些实施方式中，聚合反应的聚合转化率介于90％至100％之间。

在本发明一些实施方式中，共聚高分子的落球粘度介于400秒至700秒之间。

在本发明一些实施方式中，共聚高分子的重量平均分子量介于300000g/mole至500000g/mole之间。

在本发明一些实施方式中，共聚高分子的分散性指数(polymer dispersityindex，PDI)介于1.5至3.0之间。

在本发明一些实施方式中，还包括以下步骤。将共聚高分子溶于第二溶剂中，其中共聚高分子在第二溶剂中的重量百分浓度介于18％至25％之间。

在本发明一些实施方式中，纺丝步骤包括：对溶于第二溶剂中的共聚高分子进行抽丝步骤，以形成丝状共聚高分子。使用凝丝槽对丝状共聚高分子进行凝丝步骤，以形成初生碳纤维，其中凝丝槽盛装凝丝液，凝丝液包括二甲基亚砜，且以100wt％的凝丝液计，二甲基亚砜的含量介于20wt％至50wt％之间。

在本发明一些实施方式中，以100wt％的第一单体与第二单体的总和计，第一单体的含量介于95wt％至100wt％之间。

根据本发明上述实施方式，由于本发明的第一溶剂中具有高含量的二甲基亚砜，因此第一溶剂中的纯度非常高，使得在第一溶剂中所形成的共聚高分子在纯度、分子量、纺丝性、结晶性、聚合转化率、机械强度等性质方面可具有良好的表现。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1绘示根据本发明一些实施方式的碳纤维的制造方法的流程图。

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的复数个实施方式，为明确地说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的，因此不应用以限制本发明。

请参阅图1，其绘示根据本发明一些实施方式的碳纤维的制造方法的流程图。本发明的碳纤维的制造方法包括步骤S10至步骤S60。在步骤S10中，进行聚合反应，以形成共聚高分子。在步骤S20中，进行纺丝步骤(纺丝步骤包括抽丝步骤以及凝丝步骤)，以形成初生碳纤维。在步骤S30中，进行水洗步骤。在步骤S40中，进行上油步骤。在步骤S50中，进行干燥致密步骤。在步骤S60中，进行煅烧步骤，以形成碳纤维。在以下叙述中，将进一步说明上述各步骤。

首先，在步骤S10中，将第一单体及第二单体溶于第一溶剂中，并进行聚合反应，以得到共聚高分子。本发明所使用的第一单体包括丙烯腈，而第二单体具有不饱和键结。具体而言，第二单体可例如是丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸环己酯、衣康酸、柠檬酸、马来酸、中康酸、巴豆酸、苯乙烯、乙烯基甲苯、氯乙烯、氟乙烯、偏二氯乙烯、溴化乙烯、偏二氟乙烯、烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸、上述任意化合物的胺盐或酯类衍生物。在一些实施方式中，考虑到共聚高分子于溶剂中的溶解性、对纤维的致密性以及稳定化工艺中促进氧化反应的功能，第二单体较佳可例如是衣康酸。

在一些实施方式中，以100wt％的第一单体与第二单体的总和计，第一单体的含量可介于95wt％至100wt％之间，亦即，第二单体的含量可小于5wt％。在上述含量范围中，第一单体具有高含有率，因此可使后续所形成的碳纤维前驱体(将于后文进一步说明)免于在后续的煅烧步骤期间产生缺陷，以提升碳纤维的机械强度。详细而言，当第一单体的含量小于95wt％，可能导致碳纤维前驱体在煅烧步骤期间损失过多的质量，并容易导致缺陷的产生。在较佳的实施方式中，以100wt％的第一单体与第二单体的总和计，第一单体的含量可介于99wt％至100wt％之间，亦即，第二单体的含量可小于1wt％，从而较佳地实现上述效果，使得碳纤维具有更佳的机械强度。

本发明的第一溶剂包括二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide，DMSO)，且以100wt％的第一溶剂计，二甲基亚砜的含量介于99.9wt％至100wt％之间。具体而言，第一溶剂的纯度(在本发明中即为二甲基亚砜的含量)以及质量对于聚合反应所产生的共聚高分子的纯度、分子量、纺丝性、结晶性、聚合转化率、机械强度等性质至关重要，并且当第一溶剂中的二甲基亚砜在上述含量范围中时，代表第一溶剂具有非常高的纯度，也因此在第一溶剂中所形成的共聚高分子在上述特性方面可具有良好的表现。详细而言，当二甲基亚砜的含量小于99.9wt％时，可能导致聚合反应所产生的共聚高分子的纯度过低、分子量过低、纺丝性与结晶性差及聚合转化率过低，导致最终所形成的碳纤维的机械强度低。

在一些实施方式中，本发明的第一溶剂还可包括二甲基砜(methylsulfonylmethane，MSM)以及二甲硫醚(dimethyl sulfide，DMS)，且以100wt％的第一溶剂计，二甲基砜的含量可小于等于0.0004wt％，二甲硫醚的含量可小于等于0.0008wt％。具体而言，由于二甲基亚砜可利用二甲硫醚的氧化来制造，且制造过程中常会有未完全反应的二甲硫醚及经由二甲基亚砜氧化而成的二甲基砜，若二甲硫醚以及二甲基砜的含量过多，会影响第一溶剂的纯度及质量，导致聚合反应所产生的共聚高分子的纯度过低、分子量过低、纺丝性与结晶性差及聚合转化率过低，导致最终所形成的碳纤维的机械强度低。本发明借由将二甲基砜以及二甲硫醚的含量控制在上述范围中，以确保碳纤维具有高的机械强度。详细而言，当二甲基砜的含量大于0.0004wt％及/或二甲硫醚的含量大于0.0008wt％时，将使得后续所形成的碳纤维的机械强度过低。在其他实施方式中，本发明的第一溶剂也可例如是二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等有机溶剂或其组合；或者二氯化锌、硫氰酸钠等无机盐类水溶液或其组合。

在一些实施方式中，第一溶剂的酸值可小于等于0.02KOH mg/g，且第一溶剂的碱值可小于等于0.01HClO₄ mg/g。具体而言，经由工艺循环回收再利用的二甲基亚砜容易产生甲基磺酸，造成第一溶剂的酸度过高，导致在第一溶剂中所形成的共聚高分子的分子量过低，进而造成纺丝性与结晶性差，进一步导致最终所形成的碳纤维的机械强度低。本发明借由将第一溶剂的酸值及碱值控制在上述范围中，以确保碳纤维具有高的机械强度。更详细而言，当第一溶剂的酸值大于0.02KOH mg/g及/或第一溶剂的碱值大于0.01HClO₄ mg/g时，将使后续所形成的碳纤维的机械强度过低。

在进行步骤S10期间，可采用溶液聚合法、悬浮聚合法或乳化聚合法来进行聚合反应，且较佳可采用溶液聚合法。具体而言，可将第一单体、第二单体以及第一溶剂一次性地置入搅拌釜式聚合反应器中，并在一定的反应条件下搅拌并进行聚合反应，以得到共聚高分子。在一些实施方式中，聚合反应的反应温度可介于60℃至90℃之间，以提升聚合转化率。在一些实施方式中，聚合反应的聚合转化率可介于90％至100％之间，使得所形成的共聚高分子的分子量分布在一定的范围内，从而降低后续所形成的碳纤维产生缺陷的可能性，并且提升碳纤维的机械强度。详细而言，当聚合转化率小于90％时，可能导致后续所形成的纺丝原液中存在过多的低聚物及/或高聚物等杂质，其中低聚物不仅会破坏共聚高分子的有序性，在后续的预氧化过程中还会产生大量的分解物与焦油状物，导致碳纤维的缺陷，而高聚物则会导致聚合反应进行期间产生凝胶结构，不利于聚合反应进行，也无法满足高性能(例如高机械强度)的碳纤维的制造需求。

在一些实施方式中，共聚高分子的分散性指数(polymer dispersity index，PDI)可介于1.5至3.0之间，以提升纺丝步骤的加工性、降低碳纤维产生缺陷的可能性，并提升碳纤维的机械强度。详细而言，当共聚高分子的分散性指数大于3.0时，可能导致碳纤维因缺陷的产生而无法具有高机械强度；当共聚高分子的分散性指数小于1.5时，可能导致纺丝步骤的加工限制过多，不利于进行后续的纺丝步骤。在一些实施方式中，共聚高分子的重量平均分子量可介于300000g/mole至500000g/mole之间，以提升后续纺丝步骤的加工性，并提升碳纤维的机械强度。详细而言，当共聚高分子的重量平均分子量小于300000g/mole时，可能导致纺丝原液因粘度过低而难以经由纺丝步骤进一步塑形，不利于形成高机械强度的碳纤维；当共聚高分子的重量平均分子量大于500000g/mole时，可能导致纺丝原液因粘度过高而堵塞喷头，且难以对纺丝原液进行抽丝，不利于形成高机械强度的碳纤维。

在一些实施方式中，共聚高分子的落球粘度可介于400秒至700秒之间，以使共聚高分子具有良好的延伸性及溶解性以利于进行后续的抽丝、凝丝及延伸等步骤，从而提升碳纤维的机械强度。详细而言，若落球粘度低于400秒，代表共聚高分子的强度不足，无法进行高倍率延伸而易导致最终所形成的碳纤维的机械强度不足；当落球粘度高于700秒时，代表高分子的溶解性差，于凝丝步骤时易产生断丝而无法纺丝。

接着，在步骤S20中，进行纺丝步骤，以形成初生碳纤维。具体而言，纺丝步骤可依序包括抽丝步骤及凝丝步骤。首先，可先将共聚高分子以合适的浓度溶于第二溶剂中，以形成纺丝原液，并接着对纺丝原液进行抽丝步骤，从而形成丝状共聚高分子。在一些实施方式中，第二溶剂可例如是二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等有机溶剂或其组合。在其他实施方式中，第二溶剂可例如是二氯化锌、硫氰酸钠等无机盐类水溶液或其组合。应了解到，第二溶剂的类型应选择为等同于第一溶剂的类型，举例而言，当第一溶剂包括二甲基亚砜时，第二溶剂也应包括二甲基亚砜；再举例而言，当第一溶剂包括二甲基甲酰胺时，第二溶剂也应包括二甲基甲酰胺。在一些实施方式中，共聚高分子在第二溶剂中的重量百分浓度可介于18％至25％之间，从而利于经抽丝步骤以形成具有适当致密性的丝状共聚高分子。详细而言，当共聚高分子在第二溶剂中的重量百分浓度小于18％时，纺丝原液无法承受高倍率的延伸，且经抽丝所得的丝状共聚高分子结构疏松，导致碳纤维的机械强度偏低；当共聚高分子在第二溶剂中的重量百分浓度大于25％时，第二溶剂对共聚高分子溶解能力不足，导致纺丝原液的均匀性差且粘度过高，进一步造成纺丝原液的流动性低，不利于纺丝工艺的稳定性。

接着，可采用干喷湿纺或湿喷湿纺的工艺对丝状共聚高分子进行凝丝步骤，以形成初生碳纤维。具体而言，可使用凝丝槽对丝状共聚高分子进行凝丝步骤，以于凝丝槽中吐出初生碳纤维。借由调整凝丝槽中凝丝液的浓度、凝丝步骤的温度(凝丝液的温度)、凝丝槽出口的牵引张力及延伸倍数等条件，可控制初生碳纤维的孔洞尺寸。在一些实施方式中，凝丝液可包括溶有二甲基亚砜的水溶液，且以100wt％的凝丝液计，二甲基亚砜的含量介于20wt％至50wt％之间。详细而言，当二甲基亚砜的含量小于20wt％时，可能导致丝状共聚高分子由凝丝液中析出以及凝固的速度过快，造成初生碳纤维的结构疏松且表面孔洞尺寸较大；当二甲基亚砜的含量大于50wt％时，可能导致丝状共聚高分子于凝丝液中凝固的速度过慢，造成初生碳纤维无法完全凝丝，使得初生碳纤维于后续的水洗、延伸等步骤期间产生单纤粘着。在一些实施方式中，凝丝步骤的温度可介于3℃至40℃之间，以利于提升初生碳纤维的致密性，并使初生碳纤维的孔洞尺寸得以被控制在合适的范围中。详细而言，当凝丝温度小于3℃时，可能导致初生碳纤维的孔洞尺寸小于目标范围；当凝丝温度大于40℃时，可能导致初生碳纤维的结构过于松散，不利于形成高机械强度的碳纤维。

随后，在步骤S30中，可使用水洗槽对初生碳纤维进行水洗步骤。借由调整水洗槽中水洗液的浓度、水洗步骤的温度(水洗液的温度)等条件，可避免单纤粘着，并可控制初生碳纤维的孔洞尺寸。在一些实施方式中，水洗槽可包括溶有二甲基亚砜的水溶液(也称水洗液)，且以100wt％的水洗液计，二甲基亚砜的含量可介于1wt％至10wt％之间。在一些实施方式中，水洗步骤的温度可介于70℃至90℃之间，而若为多段水洗步骤，最后一段水洗步骤的温度可进一步提升至90℃至95℃之间。在较佳的实施方式中，为较佳地避免溶剂残留而于初生碳纤维中形成不必要的孔洞，水洗步骤的温度较佳为100℃(也即水洗液处于沸腾状态)。在一些实施方式中，在进行水洗步骤前，可对初生碳纤维进行延伸步骤，以使用2倍至5倍的延伸倍率对初生碳纤维进行拉伸。具体而言，延伸步骤可使用高温热滚轮、高温热板或于高温高压蒸汽内拉伸等方式进行。在较佳的实施方式中，可进行多段延伸步骤及多段水洗步骤，且延伸步骤及水洗步骤可例如是交替进行。

接着，在步骤S40中，对初生碳纤维进行上油步骤，并在步骤S50中，使用热滚轮对上油后的初生碳纤维进行干燥致密步骤。在一些实施方式中，干燥致密步骤的温度可视初生碳纤维的含水率相应地进行调整，且干燥致密步骤的温度可介于100℃至200℃之间。在干燥致密步骤后，可对初生碳纤维进行延伸步骤，以使用2倍至5倍的延伸倍率对初生碳纤维进行拉伸。具体而言，延伸步骤可使用高温热滚轮、高温热板或于高温高压蒸汽内拉伸等方式来进行。在完成步骤S50之后，便可得到碳纤维前驱体。

随后，在步骤S60中，对碳纤维前驱体进行煅烧步骤，以形成碳纤维。煅烧步骤可采用业界现有的方式来进行，例如依序包括稳定化、碳化、表面处理以及上浆等四段步骤。具体而言，稳定化步骤是使碳纤维前驱体在适当的张力及温度为200℃至300℃的空气中进行反应，而经稳定化步骤后的碳纤维前驱体的纤维密度可介于1.3g/cm³至1.4g/cm³之间；碳化步骤是将碳纤维前驱体在高温的惰性气体中进行高温碳化，而为提高碳纤维的机械强度，碳化温度可介于1000℃至2000℃之间，若有必要，可进一步将碳化温度提升为介于2000℃至3000℃之间，以进行石墨化；表面处理步骤可提升碳纤维与树脂的结合能力，其包括化学接枝、等离子体、电解、臭氧处理等方式，较佳为采用等离子体处理；上浆步骤是将表面处理后的碳纤维前驱体进行水洗并干骤，再以含浸的方式使浆液附着于碳纤维前驱体的表面，从而使碳纤维具有良好的耐磨性、集束性等保护效果。在完成步骤S60后，即可得到本发明的具有高机械强度的碳纤维。

下文将参照各实施例及各比较例的碳纤维，更具体地描述本发明的特征及功效。应了解到，在不逾越本发明范畴的情况下，可适当地改变所用材料、其量及比率、处理细节以及处理流程等等。因此，不应由下文所述的各实施例对本发明作出限制性的解释。各实施例及各比较例的详细说明如下文所述。

各实施例及各比较例的碳纤维的制造方法包括以下步骤。以98wt％的丙烯腈为第一单体，以2wt％的衣康酸为第二单体，以于第一溶剂中进行聚合反应，从而形成共聚高分子。将包括共聚高分子的溶液(纺丝原液)由纺丝嘴于空气中吐出后，以35wt％的二甲基亚砜的水溶液以及3℃的凝丝温度于凝丝槽中形成初生碳纤维。在对初生碳纤维进行水洗步骤后，于沸水中分二段进行总延伸倍率为3.5倍的延伸步骤。以1.5wt％的油剂以及30℃的温度于油剂槽中对初生碳纤维进行上油步骤。以温度为175℃的热滚轮对上油后的初生碳纤维进行干燥致密步骤。在高压蒸汽中对初生碳纤维进行延伸倍率为3.5倍的延伸步骤，从而形成碳纤维前驱体。将碳纤维前驱体于空气中由240℃逐步升温至280℃，并控制前后牵引滚轮的速度比为1.0以在维持碳纤维前驱体的张力的条件下进行稳定化步骤，且稳定化后的碳纤维前驱体的纤维密度为1.35g/cm³。将稳定化后的碳纤维前驱体于氮气中由300℃逐步升温至800℃，并控制前后牵引滚轮的速度比为0.9的条件下进行低温碳化，再将温度由900℃逐步升温至1800℃，并且控制前后牵引滚轮的速度比为0.95的条件进行高温碳化。对碳化后的碳纤维前驱体进行电解表面处理。对表面处理后的碳纤维前驱体进行水洗、干燥及上浆步骤，以得到碳纤维。有关于聚合反应中所使用的第一溶剂的详细说明、共聚高分子的特性及纺丝原液中共聚高分子的含量如表一所示。

表一

注1：落球粘度的测试是将共聚高分子倒入长30公分、直径2公分的试管中，于45℃放置15分钟后，投入直径0.1公分的钢珠，以码表纪录20公分范围的钢珠落下时间。

注2：聚合转化率＝[聚合高分子浓度/第一(第二)单体浓度]*100％

注3：共聚高分子的浓度是指当以纺丝原液的总重量计，共聚高分子所占的重量

<实验例1：共聚高分子的纺丝性测试>

在本实验例中，对各实施例及各比较例的共聚高分子的进行连续抽纺时间的测量，以进行纺丝性测试。测试结果如表二所示。

表二

由测试结果可知，相较于各比较例，各实施例的共聚高分子明显具有较长的连续抽纺时间，显示以本发明的方法制造而成的共聚高分子具有较佳的纺丝性。

<实验例2：初生碳纤维的毛羽测试>

在本实验例中，将各实施例及各比较例的初生碳纤维卷曲成束，并计算1000m的初生碳纤维的毛羽数，以进行毛羽测试。测试结果如表三所示。

表三

由测试结果可知，相较于各比较例，各实施例的初生碳纤维明显产生较少的毛羽根数，显示具有较稳固的结构特性。

<实验例3：碳纤维的强度测试>

在本实验例中，使用标准方法ASTM D4018-99对各实施例及各比较例的进行碳纤维的强度测试，测试结果如表四所示。

表四

由测试结果可知，相较于各比较例，各实施例的碳纤维明显具有较高的强度，显示具有较佳的纤维强度。

根据本发明上述实施方式，由于本发明的第一溶剂中具有高含量的二甲基亚砜，因此第一溶剂中的纯度非常高，使得在第一溶剂中所形成的共聚高分子在纯度、分子量、纺丝性、结晶性、聚合转化率、机械强度等性质方面可具有良好的表现。此外，通过调整第一溶剂的酸值与碱值、聚合反应的聚合转化率、共聚高分子的落球粘度、分子量与分散性指数，可进一步使本发明的碳纤维具有更佳的机械强度等，从而具有更广泛的应用。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

【符号说明】

S10～S60:步骤。

Claims (8)

1.一种碳纤维的制造方法，其特征在于，包括：

将第一单体及第二单体溶于第一溶剂中，并进行聚合反应，以得到共聚高分子，其中该第一单体包括丙烯腈，该第二单体具有不饱和键结，该第一溶剂包括二甲基亚砜、二甲基砜及二甲硫醚，该第一溶剂的酸值小于等于0.02KOH mg/g，该第一溶剂的碱值小于等于0.01HClO₄ mg/g，且以100wt％的该第一溶剂计，该二甲基亚砜的含量介于99.9wt％至100wt％之间，该二甲基砜的含量小于等于0.0004wt％，该二甲硫醚的含量小于等于0.0008wt％；以及

对该共聚高分子进行纺丝步骤。

2.根据权利要求1所述的碳纤维的制造方法，其中该聚合反应的聚合转化率介于90％至100％之间。

3.根据权利要求1所述的碳纤维的制造方法，其中该共聚高分子的落球粘度介于400秒至700秒之间。

4.根据权利要求1所述的碳纤维的制造方法，其中该共聚高分子的重量平均分子量介于300000g/mole至500000g/mole之间。

5.根据权利要求1所述的碳纤维的制造方法，其中该共聚高分子的分散性指数介于1.5至3.0之间。

6.根据权利要求1所述的碳纤维的制造方法，还包括：

将该共聚高分子溶于第二溶剂中，其中该共聚高分子在该第二溶剂中的重量百分浓度介于18％至25％之间。

7.根据权利要求6所述的碳纤维的制造方法，其中该纺丝步骤包括：

对溶于该第二溶剂中的共聚高分子进行抽丝步骤，以形成丝状共聚高分子；以及

使用凝丝槽对该丝状共聚高分子进行凝丝步骤，以形成初生碳纤维，其中该凝丝槽盛装凝丝液，该凝丝液包括该二甲基亚砜，且以100wt％的该凝丝液计，该二甲基亚砜的含量介于20wt％至50wt％之间。

8.根据权利要求1所述的碳纤维的制造方法，其中以100wt％的该第一单体与该第二单体的总和计，该第一单体的含量介于95wt％至100wt％之间。