UA56138C2 - Спосіб і пристрій для витягування потоком газу вуглецевих волокон із сольватованої смоли (варіанти) - Google Patents

Спосіб і пристрій для витягування потоком газу вуглецевих волокон із сольватованої смоли (варіанти) Download PDF

Info

Publication number
UA56138C2
UA56138C2 UA98010120A UA98010120A UA56138C2 UA 56138 C2 UA56138 C2 UA 56138C2 UA 98010120 A UA98010120 A UA 98010120A UA 98010120 A UA98010120 A UA 98010120A UA 56138 C2 UA56138 C2 UA 56138C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
resin
capillary
fibers
flow
fiber
Prior art date
Application number
UA98010120A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Джон А. РОДЖЕРС
Деніел Ф. Россіллон
Роджер А. Росс
Original Assignee
Коноко Інк.
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 Коноко Інк. filed Critical Коноко Інк.
Publication of UA56138C2 publication Critical patent/UA56138C2/uk

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D01F9/14Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
    • D01F9/145Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from pitch or distillation residues
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D01F9/127Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by thermal decomposition of hydrocarbon gases or vapours or other carbon-containing compounds in the form of gas or vapour, e.g. carbon monoxide, alcohols
    • D01F9/133Apparatus therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

В даному винаході пропонується формувальна головка для витягування волокна потоком газу, призначена зокрема для витягування сольватованої смоли в волокна, що мають у поперечному перерізі неупорядковану структуру. У винаході також пропонується спосіб витягування потоком газу волокон з сольватованих смол. Крім того, пропонуються витягнені зі смоли волокна з високою внутрішньою енергією міжмолекулярних зв'язків. Вуглецеві волокна мають нерадіальну внутрішню структуру.

Description

Опис винаходу
Даний винахід відноситься до способу і пристрою для витягування потоком газу волокон з сольватованих 9 смол, Одержані відповідно до даного винаходу волокна характеризуються відсутністю поздовжніх і спіральних тріщин.
Найбільш поширені в нинішній час способи і пристрої для витягування волокон потоком газу добре відомі.
Звичайно речовину, що витягують, нагрівають до температури, при якій вона стає рідкою. Цю речовину після цього, як правило, під тиском, подають в формувальну головку. Формувальна головка повинна мати центральну порожнину, в яку подається речовина, яка витягується, і один або декілька капілярних або голчатих отворів.
Речовина, що подається в центральну порожнину головки, потрапляє у витягуючи капіляри і виходить з них у вигляді волокон. На волокно, що вийшло з капіляра, діють витягувальним середовищем, звичайно газом.
Витягувальне середовище витягує або розтягує волокно, збільшуючи його довжину і водночас зменшуючи діаметр. Широка відомість основних способів і пристроїв для витягування волокон потоком газу виключає 72 необхідність в їхньому більш детальному розгляді. Докладний опис таких способів і пристроїв можна знайти в патентах США 3755527, 4526733 і 4818463, що внесені в даний опис як посилання.
До цього часу витягування потоком газу волокон з вуглецевої смоли не одержало широкого розповсюдження.
Однак відомо, що такий спосіб одержання з смоли потоком газу вуглецевих волокон, які витягуються, відрізняється високою продуктивністю, і тому можна припустити, що його реалізація дозволить забезпечити значні економічні вигоди у порівнянні з звичайною методикою одержання волокон з розплаву. Крім того, в інформації, що маємо на сьогодні про витягування потоком газу вуглецевих волокон, відсутні будь-які відомості щодо технології витягування потоком газу волокон з сольватованих смол.
В патенті США 5259947, який внесено в даний опис як посилання, відзначається, що сольватована мезофазна смола має значні переваги у порівнянні із звичайною мезофазною смолою. Однак при витягуванні с 22 волокон з сольватованих смол, які мають унікальні характеристики, виникають нові проблеми. Так, зокрема, (39 сольватована мезофазна смола, яка має унікальні фізичні властивості, передусім сольватована смола, затвердіває значно швидше у порівнянні з несольватованими смолами. Крім того, для сольватованої мезофазної смоли, що витягується з високою швидкістю і має низьку в'язкість, характерно дуже швидке повернення до вихідного молекулярного стану. При реакції повернення до вихідного молекулярного стану, яка проходить дуже со швидко, сольватована смола має дуже нетривалу "пам'ять", тобто розірвані або безупорядковані молекули со смоли або графітові пластинки прагнуть швидко повернутися в упорядкований стан.
Такі властивості сольватованої мезофазної смоли є причиною того, що волокна, які витягуються з неї -- потоком газу, мають в поперечному перетині радіальну структуру. Під поперечним перетином волокна «о розуміється перетин, перпендикулярний осі волокна. У волокнах з такою структурою поперечного перетину часто утворюються поздовжні тріщини, що роблять волокна непридатними для використання в тих або інших о потребах. Як правило, такі волокна мають підвищену теплопровідність і підвищену електропровідність, порівняно низьку міцність на розтягування, понижену спроможність до затверджування і погані в цілому механічні властивості. «
З метою забезпечити високу міцність, низьку теплопровідність і гарну спроможність до затверджування З 70 вуглецевих волокон останні повинні мати в поперечному перетині нерадіальну структуру. Для виробництва таких с волокон необхідно, щоб під час витягування сольватована мезофазна смола перебувала у невпорядкованому
Із» стані. Інакше кажучи, для виробництва з сольватованої смоли волокна необхідної якості необхідно створити умови для того, щоб молекули смоли не мали "коротку пам'ять" або не прагнули природним чином швидко повернутися після витягування волокон в упорядкований стан. Для виробництва волокон з необхідними властивостями в даному винаході пропонується нова конструкція головки, що формує волокна, які, витягуються і-й потоком газу, і новий спосіб одержання вуглецевих волокон, що витягуються потоком газу з сольватованих смол.
Ге») В описі і в формулі даного винаходу використовуються терміни і визначення, значення яких наведені нижче. "Смола" означає речовини, що мають властивості смол, одержувані як побічні продукти в різноманітних - промислових технологічних процесах, наприклад, природний асфальт, нафтовий пек і важке масло, які
Ге) 20 одержують як побічний продукт при крекінгу нафти, і смоли з високим вмістом вуглецю, що одержують з вугілля. "Капіляр" означає ту частину щілинної формувальної головки, що використовується для витягування волокна со потоком газу, в якій речовина, що витягується, зокрема сольватована смола, перетворюється у волокно. Термін "капіляр", що використано в даному описі, містить такі терміни, як "голчатий отвір" або "формуючий голчатий отвір", які часто зустрічаються при описі конструкції кільцевих формувальних головок з витягуванням волокна 29 потоком газу і формувальних головок інших типів.
ГФ) "Нафтовий пек" означає вуглецевий матеріал, що залишався при каталітичному і тепловому крекінгу нафтових дистилятів або нафтових залишків. о "Ізотропічна смола" означає смолу, що містить молекули, які не об'єднані в оптично упорядкований рідкий кристал. 60 "Мезофазна смола" означає смолу, що містить молекули, які мають ароматичну структуру і які в результаті взаємодії асоціюються один з одним і утворюють оптично упорядковані рідкі кристали, які в залежності від температури перебувають в рідинному або твердому стані. Мезофазну смолу часто називають анізотропною смолою. "Сольватована смола" означає смолу, в якій міститься від 5 до 40мас. 95 розчинника. Сольватована смола 65 стає рідкою за температури, більш низької, ніж температура плавлення не розчиненої в розчиннику смоли.
Звичайно температура плинності смоли на 40"С менше температури її плавлення. Звичайні сольватовані смоли є неньютоновими (неплинними) рідинами. "Температура плинності" для сольватованої смоли дорівнює температурі, при якій при охлолоджуванні смоли зі швидкістю 1"С в хвилину від температури, що перевищує її температуру плавлення, в'язкість смоли досягає 6000 пуаз. В тому випадку, коли легше визначити температуру плавлення сольватованої смоли, ця температура завжди буде більш низькою, ніж температура плинності. "Волокна" являють собою довгі ділянки волокна, з яких можна одержувати підлягаючі відповідному використанню вироби. 70 "Волокна смоли" або "волокна вуглецевої смоли" являють собою витягнуті волокна до їх карбонізації або окиснення. "Вуглецеві волокна" являють собою волокна після карбонізації і/або окиснення.
В даному винаході пропонується формувальна головка, яка використовується для витягування волокон потоком газу, призначена, зокрема, для витягування вуглецевих волокон з сольватованих смол. В поперечному /5 перетині отриманих з використанням такої головки волокон видно нерадіально орієнтовані графітові пластинки, які утворюють волокно. Вважається, що при нерадіальному розташуванні графітових пластинок волокно має більш високу енергію внутрішньої молекулярної структури, ніж волокна з поперечним перетином, які мають радіальну структуру.
Типова формувальна головка, що використовуєтья для витягування волокон потоком газу, звичайно має центральну порожнину, яка заповнюється речовиною, що витягується. Однак геометрія такої порожнини може бути найрізноманітнішою, а в деяких випадках головки взагалі не мають такої внутрішньої порожнини. Крім того, головка повинна мати щонайменше один капіляр, в який надходить смола і в якому з неї формується волокно, що виходить з головки. Окрім цього в головці звичайно є спеціальний засіб для витягування (збільшення довжини і зменшення діаметра) волокна, що виходить з капіляра. сч
В даному винаході пропонується використовувана при витягуванні волокон потоком газу формувальна головка, яка спеціально призначена для одержання волокон, що витягуються з сольватованої смоли. Новизна і) головки, що пропонується у винаході, полягає в наявності всередині неї засобу або середовища, яке руйнує структуру потоку сольватованої смоли, що проходить через головку. Такий засіб або середовище, що руйнують структуру потоку смоли, можна помістити або всередину капіляра, або переважно розмістити її на вході в со зо капіляр. Засіб або середовище, що руйнує структуру потоку смоли, збільшує і робить хаотичним відстань, яку повинна пройти смола до остаточного перетворення у волокно. При хаотичному характері руху відбувається і, розупорядкування структури графітових пластинок, в результаті чого одержуване з смоли волокно має в «- поперечному перетині нерадіальну структуру.
В даному винаході також пропонується вдосконалений спосіб одержання вуглецевих волокон, що ісе) з5 ВИитягуються потоком газу з сольватованих смол. Спосіб, що пропонується в даному винаході, дозволяє ю одержувати волокна з нерадіальною структурою поперечного перетину. Відповідно до запропонованого в даному винаході способу сольватовану смолу нагрівають до температури плинності. Смола подається в формувальну головку, що витягуються потоком газу волокна, і, проходячи через наявний в головці капіляр, виходить з неї у вигляді волокна. На виході з капіляра волокно витягується (подовжується з одночасним « зменшенням діаметра) потоком газу, який діє на нього. Вдосконалення, що лежить в основі даного винаходу, в с полягає в пропусканні сольватованої смоли до остаточного формування її у волокно через засіб або
Й середовище, що руйнує структуру потік смоли. а В даному винаході також пропонується волокно з смоли з розупорядкованою внутрішньою молекулярною структурою або розупорядкованою структурою графітових пластинок, що утворюють волокно, У отриманого
Після карбонізації волокна поперечний перетин буде мати нерадіальну структуру, яку можна побачити при с скануванні волокна на електронному мікроскопі. Нерадіальна структура поперечного перетину волокна є свідоцтвом того, що внутрішнє розташування молекул вуглецевого волокна відповідає високому енергетичному
Ме, рівню. Одержані відповідно до даного винаходу вуглецеві волокна мають підвищену межу міцності на - розтягування, підвищену допустиму деформацію, більш високий модуль суцільності, підвищений модуль 5ор Зрушення, більш легку оброблювальність і більш низьку теплопровідність. о Стислий опис креслень с Фіг.1 -. зображення в даному винаході волокна з нерадіальною структурою поперечного перетину, що витягується потоком газу.
Фіг2 - зображення звичайного волокна з радіальною структурою поперечного перетину, що витягується
ПОТОКОМ газу.
Фіг.3 - зображення маючого повздовжню тріщину звичайного волокна з радіальною структурою поперечного (Ф, перетину, що витягується потоком газу. ка Фіг.4 - поперечний перетин формувальної головки, що використовується для одержання витягуваних потоком газу волокон; всередині головки міститься середовище, що руйнує структуру потоку смоли. 60 Докладний опис винаходу
Запропоновану в даному винаході головку, що призначена для формування витягуваних потоком газу волокон із сольватованих смол, показано на фіг4. Хоча в даному винаході мова конкретно йдеться про формувальний наконечник щілинної формувальної головки, для фахівця в даній галузі техніки очевидно, що винахід можна поширити на кільцеві та на інші формуючі волокну, що витягуються, головкою. На фіг.4 показано 65 вдосконалений згідно з даним винаходом наконечник 10 головки, яка формує витягуване потоком газу волокно.
Наконечник 10 має щонайменше одну центральну порожнину 12, в яку подається сольватована смола.
Порожнина 12 сполучається щонайменше з одним капіляром 14, в якому з смоли формується волокно. Капіляр 14 має перший і другий отвори 16 і 18. Довжина і діаметр капіляра 14 забезпечують формування з сольватованої смоли відповідних волокон. У формуючій волокна головці 10 є також засіб (не показано) для витягування на виході з капіляра 14 волокна, що утворилось з смоли. Крім того, відповідно до даного винаходу в головці є засіб 20, який руйнує структуру потоку смоли, розміщений на шляху руху смоли, яка витягується у волокно.
Руйнуючий структуру потоку смоли засіб 20 переважно виконаний у вигляді сталевого порошку зокрема порошку з нержавіючої сталі з розмірами часток за стандартом США від 60 до 100 меш. Суворо кажучи, склад або конкретне виконання засобу 20 не є предметом даного винаходу, а головним в цьому відношенні є те, щоб /о під час роботи засіб 20 забезпечив такий ступінь розупорядкування графітових пластинок, які містяться в смолі, щоб під час наступного формування волокна молекули смоли залишалися в неупорядкованому стані.
Тому як руйнуючий структуру потоку смоли засіб 20 можна використовувати як нескінченно велику кількість засобів і матеріалів та комбінацій з різноманітних засобів і матеріалів. Як приклади подібних засобів і матеріалів, що не обмежують винахід, можна назвати змішувачі, пісок, металевий порошок, перетворювачі 7/5 потоку, сітки, фільтрувальну тканину, волокно (в тому числі вуглецеве волокно), фільтруючі матеріали та їх комбінації. Для роботи з певними смолами руйнуючий структуру потоку засіб 20 виконується у вигляді комбінації перетворювача потоку і металевого порошку.
При певних розмірах і місці розташування засобу 20 може виникнути необхідність у використанні утримуючого засобу (не показано), який виключає можливість засмічення капіляра 14 порошком, з якого 2о складається засіб 20. Як такий утримуючий засіб можна використовувати, наприклад, відповідну деталь, виготовлену з дроту або тканини.
Звичайно під час роботи засіб 20, що руйнує структуру потоку смоли, збільшує довжину шляху, який повинна пройти сольватована смола до утворення з неї волокна. При цьому засіб 20 повинен мати таку глибину, щоб при проходженні через нього смоли орієнтація графітових пластинок, що містяться в смолі, набувала випадкового сч ов характеру безпосередньо перед утворенням волокна. Вважається, що в результаті розу порядкування структури смола, що проходить через засіб 20, перетворюється в структуру яка має високу енергію міжмолекулярних і) зв'язків. Тому в переважному варіанті винаходу руйнуючий структуру потоку смоли засіб 20 розміщують безпосередньо біля капіляра 14. При такому взаємному розташуванні засобу 20 і капіляра смола, що проходить через засіб 20, відразу ж потрапляє в капіляр 14, в результаті чого знижується імовірність того, що молекули со зо смоли знову повернуться в упорядкований стан, при якому одержуване волокно має в поперечному перетині радіальну структуру. і,
Крім того, в переважному варіанті винаходу капіляр повинен мати відносно невелике співвідношення «- довжини до діаметра (1/0). Така форма капіляра дозволяє скоротити час від моменту руйнування структури смоли до моменту утворення з неї волокна. В переважному варіанті смола з неупорядкованою структурою ісе) відразу ж без будь-якої затримки в часі повинна потрапляти в капіляр. Оптимальним є співвідношення І /О, що ю дорівнює приблизно З, однак запропоновані у винаході засіб і пристрій можуть бути успішно здійснені і при інших співвідношеннях І /О в діапазоні від 2 до 10.
В альтернативному варіанті винаходу засіб 20, що руйнує структуру потоку смоли, можна розмістити всередині капіляра 14. Переважно таку схему використовувати в голчатих наконечниках кільцевої формувальної « головки. Для цього можна, наприклад, всередині голчатого наконечника розмістити перетворювач потоку. З в с усього сказаного вище виходить, що в даному винаході пропонується вдосконалена формуюча волокна, що витягуються, головка 10, яка, зокрема призначена для витягування волокон з сольватованих смол. ;» Показана на фіг.4 формувальна головка призначена для здійснення запропонованого в даному винаході способу витягування з смоли потоком газу вуглецевих волокон. Як вже було відзначено вище, сама по собі технологія витягування волокон потоком газу достатньо добре відома і тому немає необхідності ще раз докладно с на ній зупинятися. Тому в даному описі розглянуті тільки ті проблеми, що відносяться до витягування потоком газу волокон з сольватованої смоли.
Ме, Для витягування потоком газу з сольватованої смоли волокна, що має певні фізичні характеристики, - необхідно, щоб впродовж всього процесу формування волокна внутрішня молекулярна структура смоли залишалася неупорядкованою. Вище вже відзначалося, що для сольватованих смол, що витягуються з великою о швидкістю і мають під час витягування низьку в'язкість, характерна дуже швидка зворотна взаємодія молекул, с що їх утворюють. З цієї причини молекули смоли, які, як прийнято вважати, мають форму графітових пластинок, прагнуть швидко повернутися в упорядкований стан, який, як відомо, характеризується найменшою енергією меімолекулярних зв'язків. Саме цим і пояснюється основна мета даного винаходу, в якому пропонується такий
Б спосіб витягування волокон, який під час формування волокна забезпечує збереження неупорядкованого стану молекул або пластинок смоли. (Ф, Відповідно до запропонованого в даному винаході способу сольватовану смолу, яка витягується у волокно, ка нагрівають до необхідної температури, при якій вона стає плинною. Смола, звичайно під тиском, подається в формувальну головку, зокрема, в головку 10. Показана на кресленні головка 10 має центральну порожнину 12, бр наявність якої однак не с принциповою з точки зору способу, що пропонується в даному винаході. На шляху руху смоли, що проходить через головку 10, розміщено руйнуючий структуру потоку смоли засіб 20. Під час проходження смоли через засіб 20 відбувається розупорядкування структури молекул або пластинок смоли. В переважному варіанті смола, що тільки-но вийшла із засобу 20, відразу ж потрапляє у витягувальний капіляр 14, в якому смола перетворюється у волокно. На виході з капіляра волокно піддається витягуванню. Звичайно після 65 Витягування волокно карбонізується і/або графітизується. При необхідності до карбонізації волокно можна стабілізувати шляхом його окиснення.
В переважному варіанті даного винаходу руйнуючий потік смоли засіб 20 розміщено настільки близько до капіляра 14, що формування волокна відбувається раніше, ніж молекули смоли встигнуть повернутися в упорядкований стан, при якому волокно має радіальну структуру поперечного перетину. Переважно руйнуючий
Структуру потоку смоли засіб 20 розмістити безпосередньо біля капіляра 14, зменшивши тим самим час від моменту розупорядкування молекулярної структури смоли до моменту формування волокна. Оскільки скорочення часу між розупорядкуванням смоли і перетворенням її у волокно має важливе значення, в винаході також пропонується розмістити руйнуючий структуру потоку засіб 20 безпосередньо всередині капіляра 14.
Необхідно підкреслити, що довжина руйнуючого молекулярну структуру потоку смоли засобу 20 може 7/0 Змінюватися в залежності від умов процесу і фізичних властивостей смоли. По суті, основним чинником, що визначає довжину руйнуючого молекулярну структуру потоку смоли середовища 20, є необхідність одержання волокон з нерадіальною структурою поперечного перетину.
Одержувані способом, який пропонується в даному винаході, вуглецеві волокна мають показаний на фіг. 1 поперечний перетин з нерадіальною внутрішньою молекулярною структурою. На відміну від цього у вуглецевих /5 Волокон, що виготовляються за звичайною технологією, внутрішня молекулярна структура поперечного перетину носить радіальний характер, як показно на фіг.2. У волокнах з радіальною структурою поперечного перетину, показаної на фіг.2, часто утворюються поздовжні тріщини, зображені на фіг.3. Крім того, для таких волокон характерно утворення спіральних тріщин, які проходять згори донизу навколо волокна і роблять волокно в цьому відношенні схожим на стрижень зі спіральною смугою або витягнену конфету з гвинтовим забарвленням.
В даному винаході пропонується нове вуглецеве волокно, одержане з сольватованої смоли. Сканування волокон на електронному мікроскопі показало, що запропоновані в даному винаході вуглецеві волокна мають показаний на фіг.1 поперечний перетин з нерадіальною структурою. Цим запропоноване волокно принципово відрізняється від відомих волокон, які мають показаний на фіг.2 поперечний перетин з радіальною структурою. В таких волокнах часто виникають показані на фіг.З3 тріщини, через які волокна в цілому ряді випадків стають сч г практично непридатними для використання.
Нерадіальна структура поперечного перетину нових волокон зумовлена тим, що у порівнянні зі звичайними і) волокнами з радіальною структурою поперечного перетину ці волокна мають більш високу енергію внутрішніх міжмолекулярних зв'язків. Завдяки нерадіальній структурі поперечного перетину нові волокна, які витягуються потоком газу, мають у порівнянні з вуглецевими волокнами з радіальною структурою поперечного перетину со зо більшу міцність на розтягування, більшу допустиму деформацію, більший модуль суцільності, більший модуль зрушення, краще піддаються обробці і мають більш низьку теплопроводність. Поперечний перетин волокон і, переважно повинен бути симетричним відносно центру волокна, тобто круглим. Однак звичайно волокна, які «- одержуються способом, що пропонується у винаході, і відомими способами, мають у поперечному перетині форму еліпса із співвідношенням головних осей від 1 : 1 до 1 :4 або навіть більше. ре)
Нижче в таблиці наведені дані, які підтверджують, що волокна з нерадіальною структурою поперечного ю перетину мають більш високу міцність на розтягування у порівнянні з волокнами, в яких через радіальну структуру поперечною перетину утворюються тріщини. « о - с ї» 1 с
Ф
2Модуль визначено при навантаженні, яке дорівнює 15-2595 від повної шкали (ЕІ) за методикою АЗТМ 0-3379. -
Волокна, відомості про які наведені в таблиці 1, були одержані з сольватованої мезофазної смоли
Мамі витягуванням потоком газу з використанням формувальної головки, що має капіляр із співвідношенням довжини (Че до діаметра Г/О, дорівнюючим 4 (довжина 0.015 дюйма, діаметр 0.00375 дюйму). Волокна 1 - З були одержані способом, який запропонований в даному винаході, а волокна 4 - 5 були одержані без застосування руйнуючого структуру потоку смоли засобу. У цілому волокна 1 - З не мали тріщин, а їх поперечний перетин мав форму, показану на фіг.1. Волокна 4 - 5 мали тріщини, показані на фіг.3, а їх поперечний перетин мав форму, показану на фіг.2. Наявність тріщин і згинань є причиною того, що волокна 4 - 5 мають істотно меншу межу міцності на о розтягування, ніж волокна 1 - 3. ко На підставі всього викладеного вище або при практичному здійсненні винаходу фахівець в даній галузі може відшукати й інші можливі варіанти конкретного здійснення даного винаходу. Слід підкреслити, що опис тільки бо ілюструє даний винахід, а його суть і обсяг характеризує наведена нижче формула винаходу.

Claims (21)

  1. Формула винаходу
    65 1. Формувальна головка для витягування волокон потоком газу принаймні з одним капіляром для формування волокна, що має перший і другий відкриті кінці, яка відрізняється тим, що всередині капіляра розташовано засіб для руйнування структури потоку.
  2. 2. Формувальна головка за п. 1, яка відрізняється тим, що засіб для руйнування структури потоку вибрано з групи, яка включає змішувачі, пісок, металевий порошок, перетворювачі потоку, сітку, тканину, волокна, фільтруюче середовище і їхні комбінації.
  3. 3. Формувальна головка за п. 1, яка відрізняється тим, що являє собою щілинну або кільцеву головку.
  4. 4. Формувальна головка за п. 1, яка відрізняється тим, що відношення довжини капіляра до його діаметра (І/0)) складає від 2 до 10.
  5. 5. Формувальна головка за п. 1, яка відрізняється тим, що відношення І/О капіляра дорівнює приблизно 3. 70
  6. 6. Формувальна головка для витягування потоком газу волокон з сольватованої смоли, в якій є принаймні один капіляр для формування волокна, що має перший і другий відкриті кінці, а також засіб для руйнування структури потоку, розташований усередині капіляра.
  7. 7. Формувальна головка за п. 6, яка відрізняється тим, що засіб для руйнування структури потоку вибрано з групи, що включає змішувачі, пісок, металевий порошок, перетворювачі потоку, сітку, тканину, волокна, 7/5 Ффільтруюче середовище і їхні комбінації.
  8. 8. Формувальна головка за п. 6, яка відрізняється тим, що являє собою щілинну або кільцеву головку.
  9. 9. Формувальна головка за п. б, яка відрізняється тим, що відношення (1/0) довжини капіляра до його діаметра лежить у межах від 2 до 10.
  10. 10. Формувальна головка за п. 6, яка відрізняється тим, що відношення І /О капіляра дорівнює приблизно 3.
  11. 11. Спосіб витягування потоком газу смоли, яка витягується, що включає нагрівання витягуваної смоли до температури, достатньої для того, щоб смола стала рідкою, подачу смоли в формувальну головку, в якій витягується потоком газу волокно і яка має принаймні один капіляр, в якому знаходиться засіб для руйнування структури потоку, проходження смоли через капіляр з утворенням з неї волокна.
  12. 12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що витягувана смола являє собою сольватовану смолу. сч
  13. 13. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що витягувана смола являє собою сольватовану мезофазну о смолу.
  14. 14. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що засіб для руйнування структури потоку вибрано з групи, яка включає змішувачі, пісок, металевий порошок, перетворювачі потоку, сітку, тканину, волокна, фільтруюче середовище і їхні комбінації. со зо
  15. 15. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що в ньому також здійснюється карбонізація смоли.
  16. 16. Спосіб витягування потоком газу сольватованої смоли, що включає нагрівання сольватованої смоли до о температури, достатньої для того, щоб смола стала рідкою, подачу смоли в формувальну головку, в якій «- витягується потоком газу волокно і яка має принаймні один капіляр, проходження смоли через капіляр з утворенням з неї волокна, який відрізняється тим, що включає проходження смоли через засіб, який руйнує ісе) з5 структуру потоку і який знаходиться всередині головки. ю
  17. 17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що смола проходить Через засіб, який руйнує структуру потоку тоді, коли вона проходить через капіляр.
  18. 18. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що смола після її виходу з середовища, що руйнує структуру потоку, потрапляє безпосередньо в капіляр. «
  19. 19. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що сольватована смола являє собою сольватовану мезофазну з с смолу. .
  20. 20. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що засіб для руйнування структури потоку вибрано з групи, яка и?» включає змішувачі, пісок, металевий порошок, перетворювачі потоку, сітку, тканину, волокна, фільтруюче середовище і їхні комбінації.
  21. 21. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що засіб, який руйнує структуру потоку, являє собою металевий с порошок. (22) - о 50 ІЧ е) Ф) іме) 60 б5
UA98010120A 1995-06-07 1996-08-03 Спосіб і пристрій для витягування потоком газу вуглецевих волокон із сольватованої смоли (варіанти) UA56138C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US47831895A 1995-06-07 1995-06-07
PCT/US1996/003152 WO1996041044A1 (en) 1995-06-07 1996-03-08 Spinning carbon fibers from solvated pitches

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA56138C2 true UA56138C2 (uk) 2003-05-15

Family

ID=23899438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA98010120A UA56138C2 (uk) 1995-06-07 1996-08-03 Спосіб і пристрій для витягування потоком газу вуглецевих волокон із сольватованої смоли (варіанти)

Country Status (22)

Country Link
US (1) US5766523A (uk)
EP (1) EP0840813B1 (uk)
JP (1) JPH11506172A (uk)
KR (1) KR19990008201A (uk)
CN (1) CN1071384C (uk)
AT (1) ATE225874T1 (uk)
AU (1) AU709649B2 (uk)
BR (1) BR9609163A (uk)
CA (1) CA2218513A1 (uk)
DE (1) DE69624247T2 (uk)
ES (1) ES2181877T3 (uk)
FI (1) FI974433A (uk)
IN (1) IN188903B (uk)
MX (1) MX9709134A (uk)
MY (1) MY132194A (uk)
NO (1) NO310832B1 (uk)
PT (1) PT840813E (uk)
RU (1) RU2160225C2 (uk)
TW (1) TW381126B (uk)
UA (1) UA56138C2 (uk)
WO (1) WO1996041044A1 (uk)
ZA (1) ZA963415B (uk)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2736550B1 (fr) * 1995-07-14 1998-07-24 Sandoz Sa Composition pharmaceutique sous la forme d'une dispersion solide comprenant un macrolide et un vehicule
US20020163107A1 (en) * 2001-05-01 2002-11-07 Rodgers John A. Using counter-bore and capillary geometry to control mesophase pitch-based carbon fiber filament micro and macro structure
US6682672B1 (en) 2002-06-28 2004-01-27 Hercules Incorporated Process for making polymeric fiber
US7537824B2 (en) * 2002-10-24 2009-05-26 Borgwarner, Inc. Wet friction material with pitch carbon fiber
EP1734164A1 (en) * 2004-03-22 2006-12-20 Kureha Corporation Spun isotropic pitch-based carbon fiber yarn, composite yarn and woven fabric made by using the same; and processes for the production of them
US8021744B2 (en) 2004-06-18 2011-09-20 Borgwarner Inc. Fully fibrous structure friction material
US7429418B2 (en) 2004-07-26 2008-09-30 Borgwarner, Inc. Porous friction material comprising nanoparticles of friction modifying material
US8603614B2 (en) 2004-07-26 2013-12-10 Borgwarner Inc. Porous friction material with nanoparticles of friction modifying material
US7806975B2 (en) 2005-04-26 2010-10-05 Borgwarner Inc. Friction material
KR20080064890A (ko) 2005-11-02 2008-07-09 보르그워너 인코퍼레이티드 탄소 마찰재
DE102006012052A1 (de) * 2006-03-08 2007-09-13 Lüder GERKING Spinnvorrichtung zur Erzeugung feiner Fäden durch Spleißen
DE102008013907B4 (de) 2008-03-12 2016-03-10 Borgwarner Inc. Reibschlüssig arbeitende Vorrichtung mit mindestens einer Reiblamelle
DE102009030506A1 (de) 2008-06-30 2009-12-31 Borgwarner Inc., Auburn Hills Reibungsmaterialien
WO2015160706A1 (en) 2014-04-14 2015-10-22 University Of Maryland, College Park Office Of Technology Commercialization Solution blow spun polymer fibers, polymer blends therefor and methods of use thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4504454A (en) * 1983-03-28 1985-03-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process of spinning pitch-based carbon fibers
DE3584693D1 (de) * 1984-06-26 1992-01-02 Mitsubishi Chem Ind Verfahren zur herstellung von kohlenstoffasern des pechtyps.
US4861653A (en) * 1987-09-02 1989-08-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Pitch carbon fibers and batts
US5259947A (en) * 1990-12-21 1993-11-09 Conoco Inc. Solvated mesophase pitches

Also Published As

Publication number Publication date
ATE225874T1 (de) 2002-10-15
EP0840813A4 (en) 1998-10-07
US5766523A (en) 1998-06-16
NO975697L (no) 1998-02-03
CA2218513A1 (en) 1996-12-19
EP0840813B1 (en) 2002-10-09
MX9709134A (es) 1998-03-31
IN188903B (uk) 2002-11-16
CN1071384C (zh) 2001-09-19
JPH11506172A (ja) 1999-06-02
CN1187224A (zh) 1998-07-08
EP0840813A1 (en) 1998-05-13
AU709649B2 (en) 1999-09-02
WO1996041044A1 (en) 1996-12-19
FI974433A0 (fi) 1997-12-05
ZA963415B (en) 1997-10-30
DE69624247D1 (de) 2002-11-14
BR9609163A (pt) 1999-05-18
AU5186896A (en) 1996-12-30
TW381126B (en) 2000-02-01
NO310832B1 (no) 2001-09-03
PT840813E (pt) 2003-02-28
MY132194A (en) 2007-09-28
ES2181877T3 (es) 2003-03-01
KR19990008201A (ko) 1999-01-25
DE69624247T2 (de) 2003-09-11
FI974433A (fi) 1997-12-05
RU2160225C2 (ru) 2000-12-10
NO975697D0 (no) 1997-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA56138C2 (uk) Спосіб і пристрій для витягування потоком газу вуглецевих волокон із сольватованої смоли (варіанти)
US4504454A (en) Process of spinning pitch-based carbon fibers
US4818612A (en) Process for the production of pitch-type carbon fibers
RU98100304A (ru) Способ и устройство для вытягивания потоком газа углеродных волокон из сольватированный смолы
EP0263358A2 (en) Nozzle for melt spinning of pitch and method for spinning pitch
NL8202305A (nl) Werkwijze ter vervaardiging van koolstofvezels uit petroleumpek.
US5547363A (en) Nozzle for spinning pitch-based carbon fibers
US20020163107A1 (en) Using counter-bore and capillary geometry to control mesophase pitch-based carbon fiber filament micro and macro structure
US4859381A (en) Process for preparing pitch-type carbon fibers
JPH026621A (ja) ピッチ系炭素繊維製造用の多孔紡糸ノズル
JPH07116643B2 (ja) 炭素繊維の製造法
US4859382A (en) Process for preparing carbon fibers elliptical in section
JJ et al. An evaluation of naphthalene-based mesophase as a carbon fiber precursor
JPS61215692A (ja) 高性能炭素繊維用に好適なメソフエ−ズピツチ及びその製造方法
JPS62170527A (ja) ピツチ系炭素繊維の製造方法
JPH01210494A (ja) メソ相ピッチの精製方法
JPS60104527A (ja) 炭素繊維の製造方法
JP2003049327A (ja) 炭素繊維の製造方法
JPH0742025A (ja) ピッチ系高圧縮強度炭素繊維の製造方法
JPS59116421A (ja) ピツチ系炭素繊維の製造方法
JPH0510475U (ja) 炭素繊維用紡糸ノズル
Fathollahi et al. THE FORMATION OF+ 27t DISCLINATION ARRAYS DURING FLOW OF MESOPHASE PITCH THROUGH A SCREEN MESH
JPH02229219A (ja) メソフェーズピッチ系炭素繊維の製造方法及び紡糸ノズル
JPH01282347A (ja) メソフェーズピッチ繊維およびその製造法
DE3145993A1 (de) Graphitelektrode fuer lichtbogenoefen