RU2577578C1 - Method for making carbon fiber material - Google Patents

Method for making carbon fiber material Download PDF

Info

Publication number
RU2577578C1
RU2577578C1 RU2014151947/05A RU2014151947A RU2577578C1 RU 2577578 C1 RU2577578 C1 RU 2577578C1 RU 2014151947/05 A RU2014151947/05 A RU 2014151947/05A RU 2014151947 A RU2014151947 A RU 2014151947A RU 2577578 C1 RU2577578 C1 RU 2577578C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
deformation
degree
toluene
oligomeric resins
Prior art date
Application number
RU2014151947/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алентин Михайлович Трушников
Виктор Михайлович Копылов
Марк Евгеньевич Казаков
Игорь Иосифович Хазанов
Роман Владимирович Стрельников
Алексей Валентинович Никитин
Михаил Васильевич Жуденков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "УВИКОМ" (ООО НПЦ "УВИКОМ")
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "УВИКОМ" (ООО НПЦ "УВИКОМ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "УВИКОМ" (ООО НПЦ "УВИКОМ")
Priority to RU2014151947/05A priority Critical patent/RU2577578C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2577578C1 publication Critical patent/RU2577578C1/en

Links

Abstract

FIELD: manufacturing technology.
SUBSTANCE: invention can be used in the preparation of shielding materials. First, liquid oligomeric resin comprising (5-15)% of silanol groups corresponding to the general formula: HO{[MeSi(OH)O][Me2SiO]m}nH, where Me - methyl; m and n - integers or fractional numbers: m = 1-3, n = 3-10, with a molecular weight of 900-2400 and a viscosity of 520-1700 cps, was subjected to vacuum distillation at a temperature of (115-130)°C to a toluene (0.5-1.0) wt.%. Then prepare an impregnating solution comprising (5-7) wt.% Of said resin oligomer and a solvent, e.g., toluene. Starting material is regenerated cellulose, such as unidirectional tape viscose fabrics, viscose fabrics single layer twill weave, a multilayer viscose fabric, woven mesh material is impregnated with the impregnating solution obtained was dried at (150-170)°C and subjected thermo-relaxation at (180-200)°With free recovery mode. Then carbonized at a final temperature of 600°C and the degree of deformation (-25)% to (30)%, and high temperature treatment is carried out in an inert atmosphere at temperatures up to 2500°C and the degree of deformation (-10)% to (30)%.
EFFECT: obtaining carbon fibrous materials with high physical-mechanical properties, while reducing flammability process.
3 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к технологии получения углеродных волокнистых материалов (УВМ) на основе гидратцеллюлозных волокон (ГЦВ), использующихся в качестве теплозащитных материалов, применяемых в различных отраслях народного хозяйства.The invention relates to a technology for producing carbon fiber materials (HCM) based on hydrated cellulose fibers (HCC), used as heat-shielding materials used in various sectors of the economy.

Известны способы получения УВМ путем предварительной обработки гидратцеллюлозных волокнистых текстильных материалов веществами органического и неорганического происхождения, способствующими процессам карбонизации.Known methods for producing UVM by pretreating hydrated cellulose fibrous textile materials with substances of organic and inorganic origin that contribute to carbonization processes.

Для повышения физико-механических показателей УВМ гидратцеллюлозные волокна обрабатывают в растворе кремнийорганических соединений, а для получения УВМ с высоким выходом углеродного остатка различные текстильные структуры на основе ГЦВ обрабатывают в водных растворах антипиренов.To increase the physicomechanical parameters of HCM, hydrated cellulose fibers are treated in a solution of organosilicon compounds, and to obtain HCM with a high yield of carbon residue, various textile structures based on HCV are treated in aqueous solutions of flame retardants.

Из уровня техники известен непрерывный способ получения УВМ, включающий обработку гидратцеллюлозного материала растворами силиконовых смол в толуоле и его последующую карбонизацию и графитацию в условиях деформации, в котором перед карбонизацией гидратцеллюлозный материал подвергают релаксации путем его нагрева до (120-130)°С в течение (0,4-2,0) часа и охлаждения до (18-30)°С в течение (0,05-0,2) часа, после чего нагрев повторяют в указанном режиме при степени деформации материала [0-(-10)]%, карбонизацию проводят при подъеме температуры от 180°С до 600°С, при этом в интервале (300-400)°С материал подвергают деформации со степенью [(-25)-(+30)]%, графитацию ведут при температуре (900-2800)°С при степени деформации [(-10)-(+25)]%, а образующиеся на стадии карбонизации продукты пиролиза выводят из рабочей зоны с температурой (350-450)°С; графитацию проводят в присутствии карборансодержащих соединений (пат. РФ №2045472, МПК С01В 31/02, 10.10.1995).A continuous method for producing UVM is known from the prior art, which involves treating cellulosic material with solutions of silicone resins in toluene and its subsequent carbonization and graphitization under conditions of deformation, in which the cellulosic material is subjected to relaxation before carbonization by heating it to (120-130) ° С for ( 0.4-2.0) hours and cooling to (18-30) ° C for (0.05-0.2) hours, after which heating is repeated in the indicated mode with the degree of deformation of the material [0 - (- 10) ]%, carbonization is carried out when the temperature rises from 180 ° C to 600 ° C, p Moreover, in the range (300-400) ° С, the material is subjected to deformation with a degree of [(-25) - (+ 30)]%, graphitization is carried out at a temperature of (900-2800) ° С with a degree of deformation of [(-10) - ( +25)]%, and the pyrolysis products formed at the stage of carbonization are removed from the working area with a temperature of (350-450) ° С; graphitization is carried out in the presence of carborane-containing compounds (US Pat. RF No. 2045472, IPC СВВ 31/02, 10/10/1995).

Недостаток известного способа состоит в том, что на стадии релаксации пропитанных гидратцеллюлозных волокнистых материалов в органических растворах силиконовых смол при температуре (120-130)°С выделяются низкокипящие кремнийорганические олигомеры, которые конденсируются в воздуховодах вентиляционной системы и создают пожароопасную ситуацию.The disadvantage of this method is that at the stage of relaxation of impregnated cellulose hydrated fibrous materials in organic solutions of silicone resins at a temperature of (120-130) ° C, low-boiling organosilicon oligomers are released, which condense in the air ducts of the ventilation system and create a fire hazard.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является способ получения углеродного волокнистого материала из исходного гидратцеллюлозного волокнистого материала по патенту РФ №2490378, МПК D01F 9/16, 20.0/8.2013, осуществляемый в непрерывном режиме, в котором для получения УВМ с высокими физико-механическими показателями исходные ГЦВ-материалы на стадии предкарбонизации обрабатывают в растворе жидких олигомерных смол, содержащих (5-15)% силанольных групп, с последующей сушкой при (150-170)°С, терморелаксацией в режиме свободной усадки при (180-200)°С, карбонизацией, заканчивающейся при температуре 700°С и степени деформации от (-25)% до (+30)%, последующей высокотемпературной обработкой при температуре до 2500°С при степени деформации от (-10) до (+30)%.The closest technical solution to the claimed invention is a method for producing carbon fiber material from the original hydrated cellulose fiber material according to the patent of the Russian Federation No. 2490378, IPC D01F 9/16, 20.0 / 8.2013, carried out in continuous mode, in which to obtain UVM with high physical and mechanical properties The initial HCC materials at the pre-carbonization stage are treated in a solution of liquid oligomeric resins containing (5-15)% silanol groups, followed by drying at (150-170) ° С, thermal relaxation in the free whisker mode ki at (180-200) ° C, carbonization ending at a temperature of 700 ° C and a degree of deformation from (-25)% to (+30)%, subsequent high-temperature treatment at a temperature of up to 2500 ° C with a degree of deformation of (-10 ) to (+30)%.

Полученный по данному способу углеродный волокнистый материал обладает высокими физико-механическими показателями, в том числе пониженным значением коэффициента вариации по прочности. Однако известный способ является пожароопасным из-за возможного попадания легколетучих силоксановых олигомеров, присутствующих в жидких олигомерных смолах, в воздуховод вентиляционной системы, где происходит их конденсация.The carbon fiber material obtained by this method has high physical and mechanical properties, including a reduced value of the coefficient of variation in strength. However, the known method is fire hazard due to the possible ingress of volatile siloxane oligomers present in liquid oligomeric resins into the duct of the ventilation system, where they are condensed.

Задачей заявленного изобретения является создание технологического процесса получения углеродного волокнистого материала с пониженным уровнем пожароопасности.The objective of the claimed invention is the creation of a technological process for producing carbon fiber material with a reduced level of fire hazard.

Техническим результатом при использовании изобретения является получение углеродного волокнистого материала с равномерными электрофизическими свойствами.The technical result when using the invention is to obtain a carbon fiber material with uniform electrophysical properties.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения углеродного волокнистого материала, характеризующемся пропиткой исходного гидратцеллюлозного волокнистого материала в ацетоновом растворе, имеющем (5-7) мас. % жидких олигомерных смол, содержащих (5-15)% силанольных групп, соответствующих общей формулеThe specified technical result is achieved by the fact that in the method for producing a carbon fiber material, characterized by impregnation of the initial hydrated cellulose fiber material in an acetone solution having (5-7) wt. % liquid oligomeric resins containing (5-15)% silanol groups corresponding to the general formula

HO{[MeSi(OH)O][Me2SiO]m}nH, гдеHO {[MeSi (OH) O] [Me 2 SiO] m } n H, where

Me - метил; m и n - целые или дробные числа; m=1-3, n=3-10 с молекулярной массой 900-2400, вязкостью 520-1700 сП и растворитель олигомерных смол, с последующей сушкой пропитанного гидратцеллюлозного материала при температуре (150-170)°С, терморелаксацией при температуре (180-200)°С в режиме свободной усадки, карбонизацией при степени деформации от (-25)% до (+30)% и последующей высокотемпературной обработкой в инертной среде при температуре до 2500°С и степени деформации от (-10)% до (+30)%, согласно изобретению, перед приготовлением пропиточного раствора олигомерные смолы подвергают вакуумной отгонке температуре (115-130)°С до содержания растворителя олигомерных смол (0,5-1,0) мас. %.Me is methyl; m and n are integer or fractional numbers; m = 1-3, n = 3-10 with a molecular weight of 900-2400, a viscosity of 520-1700 cP and a solvent of oligomeric resins, followed by drying of the impregnated cellulose hydrate material at a temperature of (150-170) ° С, thermal relaxation at a temperature of (180- 200) ° С in the mode of free shrinkage, carbonization at a degree of deformation from (-25)% to (+30)% and subsequent high-temperature treatment in an inert medium at temperatures up to 2500 ° С and a degree of deformation from (-10)% to (+ 30)%, according to the invention, before preparing the impregnation solution, the oligomeric resins are subjected to vacuum distillation at a temperature e (115-130) ° C until the solvent content of oligomeric resins (0.5-1.0) wt. %

Кроме того, для достижения указанного результата при использовании изобретения в качестве растворителя олигомерных смол используют толуол, а карбонизацию заканчивают при температуре 600°С.In addition, to achieve this result when using the invention, toluene is used as a solvent for the oligomeric resins, and carbonization is completed at a temperature of 600 ° C.

В качестве исходных гидратцеллюлозных волокнистых материалов используют различные текстильные структуры:As the source of hydrated cellulose fibrous materials, various textile structures are used:

- ленту вискозную тканую однонаправленную: ЛВТО-3-40, ЛВТО-6-80, ЛВТО-12-80, имеющие различную текстильную структуру вискозной технической нити.- unidirectional viscose woven tape: ЛВТО-3-40, ЛВТО-6-80, ЛВТО-12-80, having different textile structure of viscose technical thread.

- однослойную вискозную ткань саржевого переплетения;- single layer viscose twill weave;

- многослойную вискозную ткань;- multilayer viscose fabric;

- тканый сетчатый материал.- woven mesh material.

Достижение технического результата стало возможным после проведения научно-экспериментальных исследовательских работ и производственных испытаний, в результате которых было установлено, что добиться необходимых характеристик углеродных волокнистых материалов можно при применении силиконовых смол с высоким содержанием силанольных групп. Такие смолы были выбраны из подкласса гидроксиполи(олиго)метилсилоксанов и синтезированы способом, описанным в кн. Л.М. Хананашвили «Химия и технология элементоорганических мономеров и полимеров», М.: Химия, 1998, с. 308-313.The achievement of the technical result became possible after conducting scientific and experimental research and production tests, as a result of which it was found that it is possible to achieve the necessary characteristics of carbon fiber materials by using silicone resins with a high content of silanol groups. Such resins were selected from the subclass of hydroxypoly (oligo) methylsiloxanes and synthesized by the method described in book. L.M. Khananashvili "Chemistry and technology of organoelement monomers and polymers", Moscow: Chemistry, 1998, p. 308-313.

Способ получения олигомерных смол включает следующие стадии:The method of obtaining oligomeric resins includes the following stages:

1. Частичная этерификация смеси метилхлорсиланов бутиловым спиртом.1. Partial esterification of a mixture of methylchlorosilanes with butyl alcohol.

2. Гидролитическая соконденсация частично этерифицированных метилхлорсиланов.2. Hydrolytic co-condensation of partially esterified methylchlorosilanes.

3. Отгонка растворителя при температуре (45-50)°С под давлением 133 Па.3. The distillation of the solvent at a temperature of (45-50) ° C under a pressure of 133 PA.

4. Вакуумная отгонка толуольного раствора олигомерных смол при температуре (115-130)°С до содержания толуола (0,5-1,0)%.4. Vacuum distillation of the toluene solution of oligomeric resins at a temperature of (115-130) ° C to a toluene content of (0.5-1.0)%.

Упомянутый способ осуществляют следующим образом.The said method is as follows.

В реактор, снабженный мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают расчетное количество метилтрихлорсилана (МТХС), диметилдихлорсилана (ДМДХС) и толуола. Затем при перемешивании в реактор добавляют бутанол при Т≤60°С. Полученный продукт выдерживают в течение 3-х часов. После этого реакционную смесь гидролизуют водой при Т≤30°С. Толуольно-бутанольный раствор олигометилсилоксановой смолы промывают водой до нейтральной реакции и отгоняют растворитель под давлением 133 Па при температуре (45-50)°С до содержания массовой доли нелетучих веществ (60±3)%. На вакуумной установке раствор олигомерных смол в толуоле подвергают отгонке при температуре (115-130)°С до содержания толуола (0,5-1,0)%.In a reactor equipped with a stirrer, thermometer and reflux condenser, the calculated amount of methyltrichlorosilane (MTXC), dimethyldichlorosilane (DMDCS) and toluene is charged. Then, butanol is added to the reactor with stirring at T 60 60 ° C. The resulting product was incubated for 3 hours. After that, the reaction mixture is hydrolyzed with water at T≤30 ° C. The toluene-butanol solution of the oligomethylsiloxane resin is washed with water until neutral and the solvent is distilled off under a pressure of 133 Pa at a temperature of (45-50) ° C to a mass fraction of non-volatile substances (60 ± 3)%. In a vacuum installation, a solution of oligomeric resins in toluene is subjected to distillation at a temperature of (115-130) ° C to a toluene content (0.5-1.0)%.

Более глубокая степень вакуумной отгонки не рекомендуется из-за возможного желирования олигометилсилоксановой смолы. По данным газохроматографического анализа полученная вышеуказанным способом смола не содержит легколетучих кремнийорганических соединений.A deeper degree of vacuum stripping is not recommended due to the possible gelling of oligomethylsiloxane resin. According to gas chromatographic analysis, the resin obtained by the above method does not contain volatile organosilicon compounds.

Полученные смолы относятся к категории низковязких олигомеров с гидроксильными группами у атома кремния, которые соответствуют общей химической формулеThe obtained resins belong to the category of low-viscosity oligomers with hydroxyl groups at the silicon atom, which correspond to the general chemical formula

HO{[MeSi(OH)O][Me2SiO]m}nH, гдеHO {[MeSi (OH) O] [Me 2 SiO] m } n H, where

Me - метил; m и n - целые или дробные числа; m=1-3, n=3-10.Me is methyl; m and n are integer or fractional numbers; m = 1-3, n = 3-10.

Наличие в олигометилсилоксановых смолах полярных групп и низкая вязкость дают возможность равномерно смачивать гидратцеллюлозные волокнистые материалы. Благодаря высокому содержанию силанольных групп (5-15%) при дальнейшей термообработке происходит их взаимодействие, в том числе с гидроксилами гидратцеллюлозного волокна, с образованием сшитых структур, химически связанных с волокном в ходе конденсационных процессов. По существу, образованные на поверхности волокна кремнийорганические конденсационные структуры создают защитный слой, предохраняющий гидратцеллюлозный волокнистый материал от нежелательных реакций с продуктами пиролиза.The presence of polar groups in oligomethylsiloxane resins and low viscosity make it possible to uniformly wet hydrated cellulose fibrous materials. Due to the high content of silanol groups (5-15%) during further heat treatment, they interact, including with hydroxyls of the cellulose hydrated fiber, with the formation of crosslinked structures chemically bonded to the fiber during condensation processes. Essentially, organosilicon condensation structures formed on the surface of the fiber create a protective layer that protects the hydrated cellulosic fibrous material from undesired reactions with pyrolysis products.

Для определения химических и физических свойств сырья и материалов использованы следующие методы и приборы.The following methods and devices were used to determine the chemical and physical properties of raw materials.

Продукты реакции, образующиеся при синтезе олигометилсилоксановой смолы, исследовали методом ЯМР-1Н и 29Si спектроскопии на спектрометре Broker-360 с рабочей частотой 360.13 МГц.The reaction products resulting from the synthesis of oligomethylsiloxane resin were studied by 1 H NMR and 29 Si spectroscopy on a Broker-360 spectrometer with an operating frequency of 360.13 MHz.

Содержание силанольных групп в смолах определяли волюметрическим методом на приборе Церивитинова по количеству выделившегося водорода в результате реакции продукта с LiAlH4. Молекулярную массу смол определяли на гель-хроматографе фирмы «Knauer», стирогелевые колонки «Shodex» (калибровка по полистиролу).The content of silanol groups in the resins was determined by the volumetric method on a Tserivitinov device by the amount of hydrogen released as a result of the reaction of the product with LiAlH 4 . The molecular weight of the resins was determined on a Knauer gel chromatograph, Shodex styrene gel columns (polystyrene calibration).

Линейное электросопротивление определяли с помощью 4-электродного датчика по методике выполнения измерений электрического сопротивления углеродных волокнистых материалов различной текстильной структуры.Linear electrical resistance was determined using a 4-electrode sensor according to the method of measuring the electrical resistance of carbon fiber materials of various textile structures.

Предложенный способ получения углеродных волокнистых материалов на основе гидратцеллюлозного волокнистого материала (на примере ленты вискозной тканой однонаправленной) в непрерывном режиме иллюстрируется следующими примерами.The proposed method for producing carbon fiber materials based on cellulose hydrated fibrous material (for example, viscose woven unidirectional tape) in a continuous mode is illustrated by the following examples.

Пример 1. Ленту вискозную тканую однонаправленную ЛВТО-6-80 пропитывают в ацетоновом растворе, содержащем 5 мас. % олигомерных смол. Перед приготовлением пропиточного раствора олигомерные смолы подвергали вакуумной отгонке при температуре 120°С до содержания толуола 1,0%. Затем пропитанную ленту сушат при температуре 150°С, терморелаксируют в режиме свободной усадки при температуре 180°С. Карбонизацию проводят в атмосфере азота при степени деформации 0% до конечной температуры 600°С, а высокотемпературную обработку заканчивают при температуре 2400°С и степени деформации 0%.Example 1. The tape viscose woven unidirectional LVTO-6-80 is impregnated in an acetone solution containing 5 wt. % oligomeric resins. Before preparing the impregnation solution, the oligomeric resins were vacuum distilled at a temperature of 120 ° C to a toluene content of 1.0%. Then the impregnated tape is dried at a temperature of 150 ° C, thermorelax in the mode of free shrink at a temperature of 180 ° C. Carbonization is carried out in a nitrogen atmosphere at a degree of deformation of 0% to a final temperature of 600 ° C, and high-temperature processing is completed at a temperature of 2400 ° C and a degree of deformation of 0%.

Полученная углеродная нить линейной плотности 205 текс имеет следующие характеристики:The resulting carbon thread linear density 205 tex has the following characteristics:

линейное электросопротивлениеlinear electrical resistance 250 Ом/м250 ohm / m коэффициент вариации по электросопротивлениюcoefficient of variation in electrical resistance 12%12% содержание углеродаcarbon content 99,5%99.5%

Пример 2. Ленту вискозную тканую однонаправленную ЛВТО-3-40 пропитывают в ацетоновом растворе, содержащем 6 мас. % олигомерных смол. Перед приготовлением пропиточного раствора олигомерные смолы подвергали вакуумной отгонке при температуре 130°С до содержания толуола 0,5%. Затем пропитанную ленту сушат при температуре 160°С, терморелаксируют в режиме свободной усадки при температуре 190°С. Карбонизацию проводят в атмосфере азота при степени деформации (+30)% до конечной температуры 600°С, а высокотемпературную обработку заканчивают при температуре 2300°С и степени деформации (+30)%.Example 2. The tape viscose woven unidirectional LVTO-3-40 is impregnated in an acetone solution containing 6 wt. % oligomeric resins. Before preparing the impregnation solution, the oligomeric resins were vacuum distilled at a temperature of 130 ° C to a toluene content of 0.5%. Then the impregnated tape is dried at a temperature of 160 ° C, thermorelax in the mode of free shrink at a temperature of 190 ° C. Carbonization is carried out in a nitrogen atmosphere at a degree of deformation (+30)% to a final temperature of 600 ° C, and high-temperature processing is completed at a temperature of 2300 ° C and a degree of deformation (+30)%.

Полученная углеродная нить линейной плотности 100 текс имеет следующие характеристики:The resulting carbon fiber with a linear density of 100 tex has the following characteristics:

линейное электросопротивлениеlinear electrical resistance 515 Ом/м515 ohm / m коэффициент вариации по электросопротивлениюcoefficient of variation in electrical resistance 10%10% содержание углеродаcarbon content 99,7%99.7%

Пример 3. Ленту вискозную тканую однонаправленную ЛВТО-12-80 пропитывают в ацетоновом растворе, содержащем 7 мас. % олигомерных смол. Перед приготовлением пропиточного раствора олигомерные смолы подвергали вакуумной отгонке при температуре 115°С до содержания толуола 0,8%. Затем ленту сушат при температуре 170°С, терморелаксируют в режиме свободной усадки при температуре 200°С. Карбонизацию проводят в атмосфере азота при степени деформации (-25)% до конечной температуры 600°С, а высокотемпературную обработку заканчивают при температуре 2200°С и степени деформации (-10)%.Example 3. The tape viscose woven unidirectional LVTO-12-80 is impregnated in an acetone solution containing 7 wt. % oligomeric resins. Before preparing the impregnation solution, the oligomeric resins were vacuum distilled at a temperature of 115 ° C to a toluene content of 0.8%. Then the tape is dried at a temperature of 170 ° C, thermorelax in the mode of free shrink at a temperature of 200 ° C. Carbonization is carried out in a nitrogen atmosphere at a degree of deformation (-25)% to a final temperature of 600 ° C, and high-temperature processing is completed at a temperature of 2200 ° C and a degree of deformation (-10)%.

Полученная углеродная нить линейной плотности 400 текс имеет следующие характеристики:The resulting carbon fiber with a linear density of 400 tex has the following characteristics:

линейное электросопротивлениеlinear electrical resistance 130 Ом/м130 ohm / m коэффициент вариации по электросопротивлениюcoefficient of variation in electrical resistance 13%13% содержание углеродаcarbon content 99,8%99.8%

Claims (3)

1. Способ получения углеродного волокнистого материала, характеризующийся пропиткой исходного гидратцеллюлозного волокнистого материала в растворе, имеющем (5-7) мас.% жидких олигомерных смол, содержащих (5-15)% силанольных групп, соответствующих общей формуле
Figure 00000001
где
Me - метил; m и n - целые или дробные числа; m=1-3, n=3-10 с молекулярной массой 900-2400, вязкостью 520-1700 сП, и растворитель олигомерных смол, с последующими сушкой пропитанного гидратцеллюлозного материала при температуре (150-170)°С, терморелаксацией при температуре (180-200)°С в режиме свободной усадки, карбонизацией при степени деформации от (-25)% до (+30)% и последующей высокотемпературной обработкой в инертной среде при температуре до 2500°С и степени деформации от (-10)% до (+30)%, отличающийся тем, что перед приготовлением пропиточного раствора олигомерные смолы подвергают вакуумной отгонке при температуре (115-130)°С до содержания растворителя олигомерных смол (0,5-1,0)%.
1. A method of producing carbon fiber material, characterized by impregnation of the original hydrated cellulose fiber material in a solution having (5-7) wt.% Liquid oligomeric resins containing (5-15)% silanol groups corresponding to the general formula
Figure 00000001
Where
Me is methyl; m and n are integer or fractional numbers; m = 1-3, n = 3-10 with a molecular weight of 900-2400, viscosity 520-1700 cP, and a solvent of oligomeric resins, followed by drying of the impregnated cellulose hydrate material at a temperature of (150-170) ° C, thermal relaxation at a temperature of (180 -200) ° С in the mode of free shrinkage, carbonization at a degree of deformation from (-25)% to (+30)% and subsequent high-temperature treatment in an inert medium at temperatures up to 2500 ° С and a degree of deformation from (-10)% to ( +30)%, characterized in that before preparing the impregnating solution, the oligomeric resins are subjected to vacuum distillation at a rate of a temperature of (115-130) ° C to a solvent content of oligomeric resins (0.5-1.0)%.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве растворителя олигомерных смол используют толуол.2. The method according to p. 1, characterized in that toluene is used as a solvent of oligomeric resins. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что карбонизацию заканчивают при температуре 600°С. 3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that the carbonation is completed at a temperature of 600 ° C.
RU2014151947/05A 2014-12-23 2014-12-23 Method for making carbon fiber material RU2577578C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014151947/05A RU2577578C1 (en) 2014-12-23 2014-12-23 Method for making carbon fiber material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014151947/05A RU2577578C1 (en) 2014-12-23 2014-12-23 Method for making carbon fiber material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2577578C1 true RU2577578C1 (en) 2016-03-20

Family

ID=55647894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014151947/05A RU2577578C1 (en) 2014-12-23 2014-12-23 Method for making carbon fiber material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2577578C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741012C1 (en) * 2020-06-30 2021-01-22 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "УВИКОМ" Method of producing carbon fiber and based materials

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB575696A (en) * 1944-05-15 1946-02-28 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to the treatment of materials to render them water repellent
GB593625A (en) * 1944-06-14 1947-10-22 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to moulded fibre products
RU2045472C1 (en) * 1992-09-04 1995-10-10 Казаков Марк Евгеньевич Method for production of carbon fibrous material
US6365092B1 (en) * 1999-06-23 2002-04-02 Abb Lummus Global, Inc. Method for producing a sintered porous body
RU2424385C1 (en) * 2010-03-19 2011-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "УВИКОМ" (ООО "НПЦ "УВИКОМ") Method of producing carbon fibre and materials based on carbon fibre
RU2490378C1 (en) * 2012-03-23 2013-08-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "УВИКОМ" (ООО НПЦ "УВИКОМ") Method of producing carbon fiber material

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB575696A (en) * 1944-05-15 1946-02-28 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to the treatment of materials to render them water repellent
GB593625A (en) * 1944-06-14 1947-10-22 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to moulded fibre products
RU2045472C1 (en) * 1992-09-04 1995-10-10 Казаков Марк Евгеньевич Method for production of carbon fibrous material
US6365092B1 (en) * 1999-06-23 2002-04-02 Abb Lummus Global, Inc. Method for producing a sintered porous body
RU2424385C1 (en) * 2010-03-19 2011-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "УВИКОМ" (ООО "НПЦ "УВИКОМ") Method of producing carbon fibre and materials based on carbon fibre
RU2490378C1 (en) * 2012-03-23 2013-08-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "УВИКОМ" (ООО НПЦ "УВИКОМ") Method of producing carbon fiber material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741012C1 (en) * 2020-06-30 2021-01-22 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "УВИКОМ" Method of producing carbon fiber and based materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Durable flame retardant cotton fabrics modified with a novel silicon–phosphorus–nitrogen synergistic flame retardant
US2371050A (en) Organo-silicon polymers and method of making them
Wang et al. Durable flame retardant finishing of cotton fabrics with organosilicon functionalized cyclotriphosphazene
Zollfrank et al. Biomorphous SiOC/C-ceramic composites from chemically modified wood templates
DE3811567A1 (en) METHOD FOR PRODUCING ORGANOPOLYSILANES
RU2424385C1 (en) Method of producing carbon fibre and materials based on carbon fibre
KR20100017500A (en) Nanomaterial-filled silicone composition and reinforced silicone resin film
Handke et al. Amorphous SiCxOy coatings from ladder-like polysilsesquioxanes
Yu et al. Enhancing toughness, flame retardant, hydrophobic and dielectric properties of epoxy resin by incorporating multifunctional additive containing phosphorus/silicon
JPH0737345B2 (en) Carbon fiber reinforced carbon composite
RU2577578C1 (en) Method for making carbon fiber material
Kong et al. Preparation of synergistic silicon, phosphorus and nitrogen flame retardant based on cyclosiloxane and its application to cotton fabric
Sokolowski et al. Carbon nanofibers-based nanocomposites with silicon oxy-carbide matrix
RU2490378C1 (en) Method of producing carbon fiber material
RU2459893C1 (en) Method of producing carbon fibrous material
Zheng et al. Preparation and flame retardancy of 3-(hydroxyphenylphosphinyl)-propanoic acid esters of cellulose and their fibers
CN111548497B (en) Silyne hybrid resin, cured product, ceramic material, composite material and preparation method
JP2511110B2 (en) Method for infusibilizing preceramic polymer and method for producing ceramic products
Locs et al. Optimized vacuum/pressure sol impregnation processing of wood for the synthesis of porous, biomorphic SiC ceramics
RU2384657C2 (en) Method for obtaining carbon fibre and materials on its basis
KR101996507B1 (en) Modification method of wood using silicification
Gencer et al. Synthesis and characterization of novel SiBOC ceramics: comparison of microwave and ultrasonic application on gelation time
US3215662A (en) Method of preparing consolidated articles
CN108624991A (en) A kind of preparation method of borosilicate ceramic fibre
US2386467A (en) Organo-silicon polymers and method of making them