PL112180B1 - Method of manufacture of continuous carbon filaments from acrylonitrile-methyl acrylate copolymer - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ciaglych wlókien weglowych z wlókien z kopolimeru akrylonitrylu i akrylanu metylu.Znane dotychczas sposoby polegaja na obróbce wló¬ kien poliakrylonitrylowych w odpowiednich warunkach 5 atmosfery i temperatury. Sposób, znany z polskiego opisu patentowego nr 98 325 charakteryzuje sie tym, ze termiczna obróbke wlókna prowadzi sie przy zastosowa¬ niu kontrolowanego rozciagu wlókna do 30%. Wlókno w postaci jednowarstwowej tasmy o nieskonczonej dlu- jn gosci, przeprowadza sie przez komore, w której panuje atmosfera utleniajaca, z szybkoscia 20 cm/h. W pierwszej czesci komory na dlugosci 500 mm utrzymuje sie tempe¬ rature 100°C, w pozostalej czesci, na dlugosci 2400 mm — temperature 220°C, co zapewnia postep temperatury 15 w procesie utleniania 50°C/h. Po tym etapie wlókno przeprowadza sie z szybkoscia 25 cm/h przez komore, wypelniona argonem. W pierwszej czesci komory na dlu¬ gosci 2000 mm utrzymuje sie temperature 220—450°C, w drugiej czesci na dlugosci 1500 mm temperature 450— 20 800°G, a w koncowej czesci na dlugosci 1500 mm tempe¬ rature 1200°C. W tych warunkach proces zweglania, nastepujacy w zakresie temperatur 220—I200°C, prowa¬ dzi sie z postepem temperatury 50—100°C/h.Niedogodnoscia opisanego sposobu sa trudnosci, 25 zwiazane z koniecznoscia stosowania kontrolowanego rozciagu wlókien oraz niezbyt wysoka wydajnosc procesu.Celem wynalazku jest wyeliminowanie powyzszych niedogodnosci.Istota wynalazku polega na tym, ze niekarbikowane wlókna z kopolimeru akrylonitrylu i akrylanu metylu, utrzymywane mechanicznie w stanie naprezenia zabez¬ pieczajacego przed ich skurczem, przeprowadza sie przez komore suszarka o ciaglej wymianie powietrza, w której panuje temperatura w granicach 200—250°C z szybkos¬ cia, zapewniajaca przebywanie wlókien przez 3—45 godzin. Nastepnie utlenione wlókna zwegla sie w piecu, w atmosferze gazu obojetnego, korzystnie argonu lub azotu ewentualnie z dodatkiem pary wodnej w ilosci do 10% objetosciowych w taki sposób, ze do 300°C podnosi sie temperature z szybkoscia 10—15°C/h a od 300—1200°C z szybkoscia 50—150°C/h, po czym wlókna schladza sie ponizej 300°C.Zaleta sposobu, wedlug wynalazku, jest wyeliminowa¬ nie kontrolowanego rozciagu wlókien podczas utleniania dzieki czemu zostaje uproszczona konstrukcja urzadze¬ nia. Ponadto sposób, wedlug wynalazku, zapewnia zwiekszenie wydajnosci zweglania wlókien o 50% w porównaniu z dotychczasowymi sposobami.Przyklad I. Niekarbikowane ciagle wlókna z kopo¬ limeru akrylonitrylu i akrylanu metylu, utrzymuje sie mechanicznie w stanie naprezenia, zabezpieczajacego przed ich skurczem, a realizowanego przez wprowadze¬ nie wlókien za pomoca systemu walków napedzanych silnikami do suszarki z taka sama szybkoscia jak sa3 112 180 4 odbierane z oicj. Wlókna o grubosci 3 tlrs wprowadza sie do komory sus/mki o temperaturze 220C w yposazonej w urzadzenie do ciaglej wymiany powietrza, z szybkoscia liniowa taka. aby czas przejscia wlókna prze/ komore wynosil 5 godzin, Utlenione wlókna zwegla sie w piecu przez który stale przeplywa argon. Proces zweglania pro¬ wadzi sie w ten sposób, ze podnosi sie temperature do 3MFC z szybkoscia 20aC/h. a nastepnie do IOOO°C z szybkoscia TtHT/li. Po osiagnieciu temperatury I000°C uklad schladza sie do temperatury ponizej 300°C i wyj¬ muje sie wlókna weglowe. Wytrzymalosc na rozciaganie otrzymanego wlókna weglowego jest szesciokrotnie wyz¬ sza w porównaniu do wytrzymalosci wlókna wyjsciowe¬ go.Przyklad II. Niekarbtkowane ciagle wlókna z ko¬ polimeru akrylonitrylu i akrylanu metylu, utrzymuje sie mechanicznie w stanie naprezenia, zabezpieczajacego przednich skurczem a reahzowanego przez wprowadzenie wlókien za pomoca systemu walków napedzanych silni¬ kami do siAi&zark] z taka sama szybk oscia jak sa odbierane z niej. Wlókna o grubosci 3drs przeprowadza sie przez komore suszarki o temperaturze 23Q°C w atmosferze pow ictrza z szybkoscia liniowa, zapewniajaca przel^r wa¬ nte wlókna w komorze przez 38 godzin. Utlenione wló¬ kna zwe^a sie w piecu, przez który stale przeplywa argon / dodatkiem W i objetosciowych pary wodnej. Proces zwcgLmia prowadzi mc w ten sposób, ze podnosi sie temperature do JrJU°C z szybkoscia 50°C/b. a nastepnie do 1 KKft z szybkoscia IU0°C/li. Po osiagnieciu lej tem¬ peratury uklad schladza sie i wyjmuje wlókna weglowe.Wytrzymalosc na rozciaganie otrzymanego wlókna weg¬ lowego jest czterokrotnie wyzsza w porównaniu do wytrzymalosci wlókna wyjsciowego.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania ciaglych wlókien weglowych z wlókien z kopolimeru akrylonitrylu i akrylanu metylu, polegajacy na ciaglej obróbce termicznej wlókien w warunkach kontrolowanych, obejmujacej najpierw utle¬ nianie, a nastepnie zweglenie wlókien, znnnnenny tym, ze niekarbikowane wlókna utrzymywane mrchanirzntc w stanie naprezenia zabezpieczajacego przed ich skurczem, przeprowadza sie przez komore suszarki o ciaglej wymia¬ nie powietrza, w której panuje temperatura w panicach 200^-25t)°C z szybkoscia, zapewniajaca przebywanie wlókien przez 3—45 godzin, po czym utlenione wlókna zwegla sie w piectL. w atmosferze gazu obojetnego, korzystnie argonu lub azotu, ewentualne z dodatkiem pary wodnej w losci do 10% ola^etosciowych talk, ze do MKTC podnosi sie tr«peratitrc z szybkoscia 10—S0°C/h. a od 309 do UUTC z ujbkakia 50—l3r€/h,poczym 10 15 20 Prac. Poligraf. UP PRL. Naklad 120 cgz.Cena 45 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania ciaglych wlókien weglowych z wlókien z kopolimeru akrylonitrylu i akrylanu metylu, polegajacy na ciaglej obróbce termicznej wlókien w warunkach kontrolowanych, obejmujacej najpierw utle¬ nianie, a nastepnie zweglenie wlókien, znnnnenny tym, ze niekarbikowane wlókna utrzymywane mrchanirzntc w stanie naprezenia zabezpieczajacego przed ich skurczem, przeprowadza sie przez komore suszarki o ciaglej wymia¬ nie powietrza, w której panuje temperatura w panicach 200^-25t)°C z szybkoscia, zapewniajaca przebywanie wlókien przez 3—45 godzin, po czym utlenione wlókna zwegla sie w piectL. w atmosferze gazu obojetnego, korzystnie argonu lub azotu, ewentualne z dodatkiem pary wodnej w losci do 10% ola^etosciowych talk, ze do MKTC podnosi sie tr«peratitrc z szybkoscia 10—S0°C/h. a od 309 do UUTC z ujbkakia 50—l3r€/h,poczym 10 15 20 Prac. Poligraf. UP PRL. Naklad 120 cgz. Cena 45 zl PL