DE1958361B2

DE1958361B2 - Verfahren zur herstellung von kohlenstoffasern

Info

Publication number: DE1958361B2
Application number: DE19691958361
Authority: DE
Inventors: Kenichi; Miyaji Hiroshi; Ono Keizo; Kamakura Kanagawa Morita (Japan)
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1968-11-20
Filing date: 1969-11-20
Publication date: 1973-04-05
Also published as: DE1958361C3; DE1958361A1; FR2023746A1; GB1282500A; SE352872B

Description

2-(L-Hydroxyäthyl)-aerylsäure, 2-(l-Hydroxypronyl)-acryisäiire, 2-(l-l lydrcxybutyii-acrylsäure, 2-(λ-Ηυ-dro.vy benzyl) - acrylsäure, Methyl - 2 - methylen - 3 - hy dmxyäthylketonacrylsäurc, 2-Hydroxyäthylmethacry-LU, 2-Hydroxyäthylacrylat od. dgl. Der Anteil von Acrylnitril in dem Mischpolyme.isai ist vorzugsweise oberhalb 50 Molprozent.

!line derartige chemische Verbindung von einer organ; eben Faser mit einem Schwefelatom wird durch lützebehandlung der organischen Faser in einer Atmosphäre erreicht, die Schwefel oder das schwefell.'.iüge Material enthält. Jedes Schwefel enthaltende '■kuerial, das unter den Hitzebehandlungsbedingungen l-.-i einer Temperatur von 130 bis 45O³C in gasförmii -ni Zustand vorliegt, kann gemäß der Erfindung verv. .-ndet werden. Insbesondere werden Schwefeldioxyd, Sjhwefelmolekül, C^rbonylsulfid (oder aktives Schwe-ίΛαοι.'¹., das durch Lichtbestrahlung von Carbonylsulf .1 erhalten wird), Mercaptane (Methylmercuptan, j«! hy !mercaptan, Propylmercaptan, Butylmercaptan, Ailylmercaptan od. dgl.), Sulfide (Dimethylsulfid. Di- \i;i>lsiillid, Diaüylsulfid, Dipthylsulfid od. dg!.), Dis-Üide (Dimethyldisulfid, Diäthyldisulfid. Methylin hyldisulfid od. dgl.) Äthylensulfid, Propylensulfid <vj. dgl. bevorzugt. Obgleich derartige Schwefel enthaltende Verbindungen in dem Zustand eines reinen Gases zur Anwendung gelangen können, besteht eine bevorzugte Arbeitsweise in der Verwendung einer Mischung von den Schwefel en'halter. ⁴en Verbindungen mi; einem inerten Gas. ?.. B. Stickstoff, Argon, Helium, Wasserstoff od. dgl. oder deren Mi^; -hung. Das Erhitzen in einer derartigen Atmosphäre wird bei einer Temperatur von oberhalb 130³C ausgeführt. Das Erhitzen bei einer Temperatur von unterhalb 13O⁰C ist ungeeignet, da hierbei eine lange Zeitdauer zum Backer, erforderlich ist. Die Erhitzungstemperatur oberhalb 130°C soll unterhalb 450⁰C liegen, und eine Temperatur im Bereich von 200 bis 300" C wird besonders bevorzugt. Die Zeitdauer des Erhitzens liegt im Bereich von 30 Minuten bk SO Stunden und zweckmäßig und erwünschterweise im Bereich von 1 bis 20 Stunden. Die Vorbehandlung wird im allgemeinen bei gewöhnlichem Druck ausgeführt., sie kann je Joch auch unter einem verringerten Druck oder einen höheren Druck ausgeführt werden.

Da die Reaktion der Vorbehandlungsstufe insbesondere im Fall von Polyacryinitrilfasern exotherm ist, ist es zweckmäßig und empfehlenswert, einen kompakten, aggregierten Zustand von Fasern während des Erhitzens zu vermeiden. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ist jedoch die Umsetzung in der ersten Stufe viel weniger exotherm als bei der gebräuchlichen Arbeitsweise, d. h. bei dem Oxydationsverfahren. Daher kann eine größere Menge an Fasern zuverlässig auf einmal behandelt werden. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung werden höhere Ausbeuten an Kohlenstoffasern erhalten, was wahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, das die ungünstige Verschlechterungsreaktion, die bei dem gebräuchlichen Oxydationsf verfahren beobachtet wird, verhindert wird.

Während der Hitzebehandlung ist die Bestrahlung mit Licht nicht notwendig, wobei jedoch imallg?meinen das Eindringen oder Durchdringen von Schwefel durch Bestrahlung mit Licht in einer kürzeren Zeitdauer erreicht werden kann. Bei Anwendung von seiner Lichtbestrahlung werden vorzugsweise ultraviolette Strahlen, insbesondere im Bereich von 200 bis 600 ΐημ als LiJiI verwendet. Die Lichtquelle unterliegt keiner besonderen Beschränkung sofern sie in wirksamer Weise Licht von kurzen Wellenlängen von unterhalb 600ma ausstrahlt. Eine Niederdruckquecksilberlainpe und eine Hochdruckquecksilberlampe werden gebräuchlicherweise verwendet. Die Intensität der Lichtbestrahlung und die Bestrahlungsdauer od. dgl. sind nicht besonders vorgeschrieben, sie werden jedoch auf ein Optimum so eingestellt, um eine wirksame chemische Verbindung für die Herstellung von Kohiensioffiiicu'i zu ergeben. Der Schwefelgehalt in der vorbehandelten Faser beträgt vorzugsweise 0,5 bis 30 Gewichtsprozent, insbesondere 2 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Schwefelatom. Dann wird die Schwefel enthaltende Faser der Carbonisierung oder Verkohlung unterworfen. Diese Carbonisierung wird ausgeführt, indem man die Faser bei einer höheren Temperatur in einer nicht oxydierenden Atmosphäre erhitzt, wobei es gelegentlich erwünscht ist, die Faser bis zu 3000° C oder einer darüberliegenden Temperatur zu erhitzen, um die Graphitbildung zu fördern. Als Atmosphäre wird bei der Carbonisierung Stickstoff, Wasserstoff, Argon od. dgl. bevorzugt verwende!. Die Carbonisierung kann auch unter einem verringerten Druck oder einem hohen Druck ausgeführt weiden. Bei der Herstellung einer Kohlegraphitfaser mit einer hohen Festigkeit und hohen Elastizität wird eine Arbeitsweise bevorzugt, bei welcher in an sich bekannter Weise unter Spannung erhitzt wird. Insbesondere ist eine Spannung zun~ Zeitpunkt der Vorbehandlung und/oderderGraprntbiidung besonders wirksam. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung kann eine Kohlenstoffaser von hoher Festigkeii und mit einem hohen Youngschen Modul in hoher Ausbeute erhalten werden. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung enthält die dabei hergestellte Kiihlenstoffaser bisweilen eine bestimmte Menge an Schwefelatomen. Solche Schwefel enthaltenden Kohienstoffasern sind bei Verwendung als Matrix eines zusammengesetzten Materials oder Verbundmaterials besonders brauchbar, da die Haftung des Fasermaterials an Harz ausgezeichnet ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Bei-

.55 spielen näher erläutert.

B e i s ρ i e 1 e 1 bis 6

Ein Acrylnitrilpolymerisat (mit einem Gehalt von 98% Acrylnitril) wurde zu Fasern versponnen (Titer 1,5 den, Festigkeit 3,4 g/den). Die Faser wurde in einer Atmosphäre von Schsvefeldioxyd unter einer Spannung, um die ursprüngliche Länge beizubehalten, und unter den in der nachstehenden Tabelle angegebenen Bedingungen voroehandelt: Der Schwefelgehalt des erhaltenen Fasern war wie in der nachstehenden Tabelle angegeben. Diese Fasern wurden auf 1000⁰C in einer Argonatmosphäre im Verlauf von 10 Std. erhitzt. Die Festigkeiten der sich ergebenden Kohlenstoffasern werden in der nachstehenden Tabelle angegeben. Die Festigkeit wurde mit Hilfe von Shimazu-Autographie gemessen und aus dem Mittelwert von 30 einzelnen Garnen bestimmt.

Tabelle

	Vorbehundlung',-	Schwcfelgehalt	Sauerstoffgehalt	Festigkeit nach	Ausbeute nach
	bedingung	nach Vorbehand	nach Vorbehand	Erhitzen auf 1000"C	Vorbehandlung
		lung ("/„)	lung ("/„)	(kg/mm²)	("/„>
Vergleichs-	230° C an Luft während
beispie! 1	20 Stunden	0	22,5	165	101
	220" C in Schwefeldi
Beispiel 1	oxyd während 4 Std.	1,85	3,8	188	101
	250° C in SO„ während
Beispiel 2	1 Std.	3,43	2,1	209	101
	250'C in SO„ während
Beispiel 3	3 Std.	8,63	2,2	212	106
	27O⁰C in SO, während
Beispiel 4	1 Std.	9,43	3,0	220	104
	295'C in SO» während
Beispiel 5	L Std.	18,91	3,6	218	m
	29O⁰C in SO., während
Beispiel 6	3 Std.	23.82	4,0	215	124

Beispiel 7

Die Kohlenstoffa'er, die in Beispiel 5 erhalten wurde, wurde auf 1400°C in einer Argonatmosphäre bei einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit von 100°C/Std. erhitzt. Die sich ergebende Kohlenstoffaser enthielt 2,26 °/₀ Schwefel als Schwefelatom und zeigte eine Festigkeit von 403 kg mm² und einen Youngschen Modul von 29 024 kg/mm². Die Fasern wurden gleichförmig mit einer Epoxyharzmischung benetzt und ein zusammengesetztes Material wurde in gebräuchlicher Weise hergestellt. Es wurde eine ausgezeichnete Haftung zwischen den Fasern und dem Harz beobachtet.

Beispiel 8

Kohlenstoffasern, die wie im Beispiel 5 erhalten wurden, wurden auf i800^r'C in einer Argonatmosphäre bei einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit von 100°C/Std. erhitzt. Die sich ergebende Kohlenstofffaser enthielt 1,43 °/₀ Schwefel als Schwefelatom und zeigte eine Festigkeit von 392 kg/mm² ond einen Youngschen Modul "on 36 280 kg/mm². Die Fasern wurden gleichförmig mit einer Epoxyharzmischung benetzt und ein zusammeneesetztes Material wurde in gebräuchlicher Weise hergestellt. Es wurde eine ausgezeichnete Haftung zwischen den Fasern und dem Harz beobachtet.

Beispiel 9

Eine Faser (Titer 1,5 den, Festigkeit 3,5 g/den), die aus einem Acrylnitrilpolymerisat (mit einem Gehalt von 98% Acrylnitril) hergestellt worden war, svurde bei 20j°C unter einer Spannung von 100 g für einen Fasertiter von 1000 den in einer Atmosphäre aus einer Mischung von Schwefeldioxyd und Stickstoff im Verhältnis von 1:1 während 20 Std. erhitzt. Die Fasern wurden auf 1300° C in einer Wasserstoffatmosphäre während 1.5 Std. erhitzt, und ferner auf 2700⁰C in cinei Argonatmosphäre erhitzt, um eine hochelastische Kohlenstoffaser mit einem mittleren Elastizitätsmodul von 58 955 k^'mm² zu erhalten.

Beispiel 10

Die Fasern eines Acrylnitrilpolymerisats (Acrylnitril 98,5 Molprozent, 2-[l-Hydroxyäthyl]-acrylnitril 1,5 Molprozent) wurden auf 210" C in einer Atmo-Sphäre von Schwefeldioxyd während 4 Std. erhitzt. Die sich ergebende Faser zeigte eine Festigkeit von 72,5 kg/mm².

Beispiel 11

Pnlyacrylnitrilfasern (Titer 1,5 den, Festigkeit 3,7 g/den)"mit einem Gehalt von 98% Polyacrylnitril wurden bei einer konstanten Länge gehalten und in ein Quarzrohr mit einer Dicke von 1,8 mm eingebracht, und Schwefeldioxyd wurde durch das Quai/rohr geleitet. Die Fasern wurden bei 230°C während 3 Stunden unter Bestrahlung mit Licht von einer 100 Walt Hochdruckquecksilberlampe erhitzt, die an einer Stelle in einem Abstand von 10 cm von dem Fasermaterial angeordnet war. Der Schwefelgehall der sich ergebenden Faser betrug y,l%. Wenn keine Bestrahlung mit einer Quecksilberlampe unter den gleichen Bedingungen angewendet wurde, betrug der Schwefelgehalt des Fasermaterials 3,4%. Dann wurde die 9,1" „ Schwefel enthaltende Faser, die unter Lichtbestrahlung erhalten worden war, auf 1400⁰C in einer Argonatmosphäre bei einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit von 100°C/Std. erhitzt. Die sich ergebende Kohlenstoffaser besaß eine Festigkeit von 390 kg/mm- und einem Youngschen Modul von 19 396 kg/mm².

Beispiel 12

In ähnlicher Weise wie im Beispiel 8 wurden PoIybenzimidazolfasern bei einer konstanten Länge gehalten und auf 220° C unter Bestrahlung mit einer Hochdruckquecksilberlampe in einer Schwefeldioxydatmosphäre während 4 Std. erhitzt. Dann wurde dieses Material auf 1350^cC in einer Argonatmosphäre bei einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit von 100°C/Std. erhitzt. Das sich ergebende Faserniaterial besaß eine Festigkeit von 180 kg/mm² und einen Youngschen Modul von 14 966 kg/mm².

Beispiel 13

Ein Fasermaterial (Titer 1,5 den, Festigkeit 3,79 g/ den), hergestellt au» einem Acrylnitrilpolymerisat mit einem Gehalt von 0,6 Molprozent 2-(l-Hydroxyäthyl)-acrylnitril wurde bei 230°C unter Spannung in einer Dimethvlsulfidatmosphäre während 8 Stunden unter

Bestrahlung mit einer Hochdruckquecksilberlampe behandelt. Das sich ergebende Fasermaterial besaß eine schwarze Farbe und dessen Elementaranalyse zeigte, daß der Schwefelgehalt 1,31 Gewichtsprozent betrug.

Danach wurde das Fasermaterial auf 1400⁰C in einer Argonatmosphäre bei einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit von 100°C/Std. erhitzt. Die sich ergebenden Kohlenstoffasern besaßen eine Festigkeit von 255 kg/mm² und einen Youngschen Modul von 19 047 kg/mm².

Beispiel 14

Polyacrylnitrilfasern, wie im Beispiel 13 verwendet, wurden auf ein Gestell oder einen Rahmen aus rostfreiem Stahl aufgebracht und wurden in ein aufrechtes Ofenrohr eingebracht. Nachdem das System vollständig mit Stickstoff durchspült worden war, wurden die Fasern bei 230°C während 8 Std. unter Durchleiten von Äthylmercaptan und Stickstoff erhitzt. Die Fasern besaßen einen Schwefelgehalt von 0,92%. Diese Fasern wurden dann auf 1400⁰C in einer Argonatmosphäre bei einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit von 100°C/Std. erhitzt. Die nach dieser Behandlung erhaltenen carbonisierten Fasern besaßen eine Festigkeit von 215 kg/mm² und einen Youngschen Modul von 21 768 kg/mm^s.

Beispiel 15

Polyacrylnitrilfasern, wie im Beispiel 13 verwendet, wurden bei 23O⁰C unter Spannung in einer Äthylmercaptanatmosphäre während 8 Std. unter Bestrahlen mit Licht von einer Hochdruckquecksilberlampe behandelt. Die so erhaltenen Fasern besaßen eine schwarze Farbe und deren Elementaranalyse zeigte einen Schwefelgehalt von 1,98 Gewichtsprozent. Danach wurden die Fasern auf 1400⁰C in einer Argonatmosphäre bei einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit von 100°C/Std. erhitzt. Die sich ergebenden Fasern besaßen eine Festigkeit von 241 kg/mm² und einen Youngschen Modul von 19 934 kg/mm².

Beispiel 16

Polyacrylnitrilfasern, wie im Beispiel 13 verwendet, wurden bei 230⁰C unter Spannung in einer Schwefelwasserstoffatmosphäre während 8 Std. unter Bestrahlung mit Licht von einer Hochdruckquecksilberlampe behandelt. Die sich ergebenden Fasern besaßen eine schwarze Farbe und der Schwefelgehalt betrug 3,43 Gewichtsprozent, bezogen auf Schwefelatome. Danach wurden die Fasern auf 1400⁰C in einer Argonatmosphäre bei einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit von 100°C/Std. erhitzt. Die sich ergebenden Fasern besaßen eine Festigkeit von 275 kg/ S mm² und einen Youngschen Modul von 21 768 kg/mm².

Beispiel 17

Polyacrylnitrilfasern, wie in Beispiel 13 verwendet, wurden während 20 Stunden in einer Atmosphäre von

ίο Schwefel enthaltendem Stickstoff auf 23O⁰C erhitzt. Die sich ergebenden Fasern besaßen einen Schwefelgehalt von 5,71 % als Schwefelatom. Die vorbehandelten Fasern wurden dann während einer Zeitdauer von 13 Stunden in einer Argonatmosphäre auf 1400⁰C erhitzt. Die sich ergebenden Fasern besaßen eine Festigkeit von 389 kg/mm² und einen Youngschen Modul von 23 603 kg/mm².

Beispiel 18

ao Acrylnitrilpolymerisat (Titer 1,5 den, Festigkeit 4,25 g/den) mit einem Gehalt an 98 % Acrylnitril wurde zu Fasern versponnen. Die Fasern wurden bei 230⁰C unter Spannung in einer Carbonylsulfidatmosphäre wählend 3 Std. unter Bestrahlung mit Licht von einer 100 Watt Hochdruckquecksilberlampe behandelt. Die so erhaltenen Fasern besaßen eine schwarze Farbe und hatten einen Schwefelgehalt von 5,70%. Dann wurden die Fasern auf 1400° C in einer Argonatmosphäre bei einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit von 100°C/Std. erhitzt. Die sich ergebenden Kohlenstofffasern besaßen eine Festigkeit von 381 kg/rnm² und einen Youngschen Modul von 25 396 kg/mm².

Die Kohlenstoffasern wurden weiter auf 2600° C bei einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit von 10° C/ min erhitzt. Die sich ergebenden Graphitfasern besaßen eine Festigkeit von 383 kg/mm² und einen Youngschen Modul von 48 071 kg/mm².

Beispiel 19

Polyacrylnitrilfasern, wie im Beispiel 18 verwendet, wurden bei 23O⁰C unter Spannung in einer Carbonylsulfidatmosphäre während 10 Std. unter Bestrahlung mit Licht von einer 100 Watt Hochdruckquecksilberlampe erhitzt. Die so erhaltenen Fasern besaßen eine schwarze Farbe und hatten einen SchweMgehalt vor 6,04%. Die Fasern wurden danach auf 1400^c C in einei Stickstoff atmosphäre bei einer Temperatursteigerungs geschwindigkeit von 100°C/Std. erhitzt. Die sich er gebenden Kohlenstoffasern besaßen eine Festigkeit voi 430 kg/mm² und einen Youngschen Modul voi 28 117 kg/mm².

309514/44

Claims

1 2 stoffaser aus Pechfasern ein Verfahren angewendet, bei Patentansprüche: welchem das Fasermaterial mit Luft oder Ozon oxydiert wird (vgl. japanische Auslegeschrift 15 728/66).

1. Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff- Außerdem kann auch bei der Herstellung einer Koh· fasern, dadurch gekennzeichnet, daß 5 lenstoffaser aus Polybenzimidazolfasern ein Fasermaman organische Polymerisatfasern oder Pechfasern terial von hoher Festigkeit durch Verkohlung oder zum Durchdringen der Fasern mit Sch'., .'fei bei Carbonisierung der Polyb^nzimidazolfasern nach einer einer Temperatur von 130 b\* 450⁰C in einer verhergehenden Oxydation erhalten sverden (vgl. Atmosphäre von Schwefel oder Schwefel enthalten- USA.-Patentschrift 3 499 077). Bei einer Verbindung der Verbindungen, die unter den Hitzebehandlungs- io mit einem großen Gehalt an Sauerstoffatomen, beibedingungen in gasformigem Zustand vorliegen, spielsweise Cellulosefasern, ist gewöhnlich eine Oxygegebenenfalls im Gemisch mit einem inerten Gas dation nicht notwendig, wird jedoch bisweilen bevor- oder Gasgemisch, erhitzt und anschlie3end die zugt (vgl. japanische Auslegeschrift 23 138/69).
Fasern in üblicher Weise bei einer Temperatur Es wurde jedoch die Tatsache festgestellt, daß cie von oberhalb 700" C in einer nicht oxydierenden 13 Vorbehandlung zur Schaffung einer ehelichen VerAtmosphäre carbonisiert und gegebenenfalls gra- bindung zwischen einem die Faser aufbauenden Atom phitisiert. und einem Sauerstoffatom einen ausgeprägten Ein-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge» fluß auf die physikalischen Eigenschaften der sich erkennzeichnet, daß man als Schwefel enthaltende gebenden Kohlenstoffaser besitzt und daß das Oxy-Verbindung Schwelcldioxyd oder ein Carbonyl- 20 dationsverfahren eine unerwünschte Nebenreaktion, sulfid verwendet. z. B. eine Verschlechterung oder einen Abbau der

3. Verfahren nach einem der Ansprüche i und 2, molekularen Kette od. dgl. herbeiführt.

dadurch gekennzeichnet, daß man das Durchdrin- Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung gen der Fasern mit Schwefel unter Bestrahlung mit eines Verfahrens zur Herstellung von Kohlenstoff-Licht ausführt. 25 fasern, nach welchem Kohlenstoffasern von gewünsch-

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ter Qualität in vorteilhafter Weise erhal'en werden dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefolgehalt in können.

der vorbehar.delten Faser 2 bis 30 Gewichtspro- Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren ge-

zent, bezogen auf Schwefelatome, beträgt. schaffen, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß man

5. Verfahren nach einem der Anspräche 1 bis 30 organische Polymerisatfasern oder Pechfasern zum 4, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens Durchdringen der Fasern mit Schwefel bei einer eine der Stufen von Schwefeldurchdringungsbe- Temperatur %'on 130 bis 45O⁰C in einer Atmosphäre handlu.ig und Graphitisierung unter Spannung der von Schwefel oder Schwefel enthaltender Verbindun-Faser ausführt. gen, die unter den Hitzebehandlungsbedingungen in

35 gasförmigem Zustand vorliegen, gegebenenfalls im Gemisch mit einem inerten Gas oder Gasgemisch, er-

hitzt und anschließend die Faiern in üblicher Weise bei

einer Temperatur von oberhalb 700° C in einer nicht oxydierenden Atmosphäre carbonisiert und gegebenen-40 faüs graphitisiert.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Als organische Polymerisatfaser, die bei dem VerHerstellung von Kohlenstoffasern, insbesondere auf fahren gemäß der Erfindung zur Anwendung gelangt, Solche mit einer hohen Festigkeit aus einem organi- kann im wesentlichen jegliches Material verwendet sehen Polymerisatfasermaterial in hoher Ausbeute. werden, das durch Vorbehandlung nicht geschmolzen

Es ist bereits allgemein bekannt, daß ein Kohlen- 45 wird oder einen unschmelzbaren Zustand bilden kann.

Etoffasermaterial, das als Verstärkungsmaterial oder Beispielsweise können Fasern aus Polyacrylnitril, Pech,

hitzebeständiges Material ausgezeichnet ist, erhalten Lignin, Polyvinylalkohol und Polybenzimidazol für

werden kann, indem man ein organisches Polymerisat- die Zwecke gemäß der Erfindung verwendet werden,

fasermaterial, z. B. Polyacrylnitrilfasern, Polyamid- Insbesondere werden Acrylnitrilpolymerisatfasern, die

fasern, Pechfasern, Ligninfasern, Polybenzimidazol- 50 ein Acrylnitrilhomopolymerisat oder Acrylnitrilmisch-

fasern od. dgl. bei einer hohen Temperatur behandelt polymerisat umfassen, bevorzugt. Beispiele für bevor-

(vgl. z. B. japanische Auslegeschrift 4405/62 und zugte Komponenten des Mischpolymerisats sind:

USA.-Patentschrift 3 449 077). 2-Hydroxymethylacrylnitril, Methyl-2-hydroxymethyl-

Zur Herstellung von Kohlenstoffasern aus einem acrylat, Athyl-2-hydroxymeihylacrylat, Buty!-2-hy-

organischen Fasermaterial wird ein Verfahren ange- 55 droxymethylat, I-Äthyl-hexyl^-hydroxymethylacry-

wendet, bei welchem man im allgemeinen eine vor- lat, 2-(l-Hydroxyiithyl)-acrylnitril, Methyl-2-(2-hy-

hergehende Stufe einer Oxydation der Polymerisat- droxyäthyl)-acrylat, Äthyl-2-(l-hydroxyäthyl)-acry-

faser zur Durchdringung der Faser mit einem Sauer- lat, Butyl-2-(i-hycroxyäthyl)-acrylat, 2-(l-Hydroxy-

stoffatom und anschließend eine Carbonisierung oder propyl)-acrylnitril, 2-(l-Hydroxypropyl)-acrylsäure-

Verkohlung ausführt. Beispielssveise wird zur Herstd- 60 ester, 2-(l-Hydroxybutyl)-acrylnitril, 2-(l-Hydroxy-

lung einer Kohle- oder Kohlenstoffaser von hoher butyl)-acrylsäureester, 2-(l-Hydroxy-2-methylpro-

Festigkeit und hohem Modul aus Polyacrylnitrilfasern pyl)-acrylnkril, 2-(l-Hydroxy-2-methylpropyl)-acryl-

die Faser mit Luft bei einer Temperatur von 200 bis säureester, 2-(¹-Hydroxyhexyl)-acrylnitril, 2-(1-Hy-

25O⁰C während einerausreichenden Zeitdaueroxydiert, oroxyhexyl) · acrylsäureester, 2 - (1 - Hydroxyoctyl) -

so daß die Faser im wesentlichen von Sauerstoff voll- 65 acrylnitril, 2-(A-Hydroxybenzyl)-acrylnitril, Methyl -

ständig durchdrungen wird, worauf die Carbonisierung 2-(.\-hydroxybenzyl)-acrylat, 2-(«-Hydroxy-p-methyl-

oder Verkohlung erfolgt (vgl. japanische Auslegeschrift benzyl)-acrylnitril, Methyl-2-[(hydroxy)-(cyclohexyl)-

728/66). Ferner wird zur Herstellung einer Kohlen- methyl] - acrylat, 2 - Hydroxymethylacrylsäure,