RU2007119609A - Способ получения углеродных волокнистых структур путем карбонизации целлюлозного предшественника - Google Patents

Claims (16)

1. Способ получения углеродной волокнистой структуры из целлюлозного предшественника, включающий стадии:

прядения волокон целлюлозы из раствора вискозы или раствора целлюлозы;

промывки волокон целлюлозы в воде;

пропитывания промытых и невысушенных волокон целлюлозы водной эмульсией, по меньшей мере, одного кремнийорганического вспомогательного вещества;

высушивания пропитанных волокон целлюлозы;

получения волокнистой структуры, состоящей из пропитанных и высушенных волокон целлюлозы; и карбонизации волокнистой структуры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что водная эмульсия включает от 5 до 50 мас.% кремнийорганического вспомогательного вещества (веществ).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после пропитывания водной эмульсией и перед высушиванием волокна отжимают до достижения содержания воды, лежащего в диапазоне от 10 до 50 мас.% от массы сухих волокон.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание кремнийорганического вспомогательного вещества находится в диапазоне от 1,5 до 15 мас.% относительно общей массы волокон после высушивания.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после высушивания и перед карбонизацией формируют нить путем скручивания множества пропитанных и высушенных волокон.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что после высушивания и перед карбонизацией формируют полотно из однонаправленных волокон, включающее множество пропитанных и высушенных волокон, расположенных, по существу, параллельно друг к другу.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что перед карбонизацией формируют полотно из однонаправленных волокон, включающее множество нитей, расположенных, по существу, параллельно друг к другу.

8. Способ по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что карбонизация включает стадию медленного пиролиза, в течение которой температуру поднимают постепенно до значения, лежащего в диапазоне от 360 до 750°С.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в течение стадии медленного пиролиза к нити или полотну из однонаправленных волокон прикладывают натяжение так, чтобы изменение в продольном направлении после пиролиза находилось в диапазоне от -30 до +40%.

10. Способ по п.5, отличающийся тем, что перед карбонизацией путем тканья, вязания или плетения нитей формируют двухмерную или трехмерную волокнистую структуру, образованную из пропитанных и высушенных волокон.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что карбонизация включает стадию медленного пиролиза, в течение которой температуру поднимают постепенно до значения, лежащего в диапазоне от 360 до 750°С.

12. Способ по п.8, отличающийся тем, что после стадии медленного пиролиза стадию заключительной карбонизации выполняют термообработкой при высокой температуре, лежащей в диапазоне от 1200 до 2800°С.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что в течение стадии заключительной высокотемпературной карбонизации к волокнистой структуре прикладывают натяжение таким образом, чтобы получить удлинение не более 200% в продольном направлении.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что после заключительной стадии карбонизации при температуре более 2500°С, волокнистую структуру подвергают дальнейшей термообработке при температуре более 2500°С и в течение, по меньшей мере, 15 мин, чтобы вызвать развитие вискеров на углеродных волокнах нити или полотна из однонаправленных волокон.

15. Способ по п.8, отличающийся тем, что перед медленным пиролизом выполняют стадию релаксации в воздушной среде при температуре ниже 200°С.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что стадию релаксации выполняют при температуре, лежащей в диапазоне от 160 до 190°С.