一种碳纤维及其制备方法和复合材料

摘要

本发明公开了一种碳纤维及其制备方法，包括原料碳纤维原丝在预氧化阶段至少分为四个温度段，所述四个温度段内依次对碳纤维原丝进行至少两次牵伸，所述每个温度段内的每次牵伸的牵伸倍数为-5%-15%。所述预氧化的第一温度段内所有牵伸的牵伸倍数之和为-5%-25%；所述预氧化的第二温度段内所有牵伸的牵伸倍数之和为-10%-20%；所述预氧化的第三温度段内所有牵伸的牵伸倍数之和为-10%-20%；所述预氧化的第四温度段内所有牵伸的牵伸倍数之和为-5%-15%。本发明还公开了一种由上述方法制备得到的碳纤维及其复合材料。

主权项

一种碳纤维的制备方法，包括预氧化阶段，其特征在于：包括原料碳纤维原丝在预氧化阶段至少分为四个温度段，所述四个温度段内依次对碳纤维原丝进行至少两次牵伸；每个温度段内至少包括一次正牵伸，至少包括一次负牵伸；当预氧化阶段分为四个温度段时，所述四个温度段内依次对碳纤维原丝进行至少两次牵伸，所述预氧化的第一温度段是在180℃‑210℃条件下预氧化15min‑60min，所述第一温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑5％‑0或0‑5％；所述预氧化的第二温度段是在220℃‑240℃条件下预氧化10min‑55min，所述第二温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑5％‑0或0‑8％；所述预氧化的第三温度段是在230℃‑250℃条件下预氧化10min‑55min，所述第三温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑5％‑0或0‑5％；所述预氧化的第四温度段是在245℃‑270℃条件下预氧化10min‑50min，所述第四温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑5％‑0或0‑5％；当预氧化阶段分为五个温度段时，所述五个温度段内依次对碳纤维原丝进行至少两次牵伸，所述预氧化的第一温度段是在190℃‑220℃条件下预氧化15min‑60min，所述第一温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑6％‑0或0‑6％；所述预氧化的第二温度段是在220℃‑240℃条件下预氧化10min‑55min，所述第二温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑4％‑0或0‑4％；所述预氧化的第三温度段是在230℃‑245℃条件下预氧化10min‑55min，所述第三温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑6％‑0或0‑5％；所述预氧化的第四温度段是在245℃‑265℃条件下预氧化10min‑50min，所述第四温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑4％‑0或0‑4％；所述预氧化的第五温度段是在260℃‑275℃条件下预氧化10min‑45min，所述第五温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑5％‑0或0‑5％；当预氧化阶段分为六个温度段时，所述六个温度段内依次对碳纤维原丝进行至少两次牵伸，所述预氧化的第一温度段是在200℃‑220℃条件下预氧化15min‑60min，所述第一温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑3％‑0或0‑3％；所述预氧化的第二温度段是在220℃‑240℃条件下预氧化10min‑55min，所述第二温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑3％‑0或0‑3％；所述预氧化的第三温度段是在230℃‑250℃条件下预氧化10min‑55min，所述第三温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑3％‑0或0‑3％；所述预氧化的第四温度段是在245℃‑265℃条件下预氧化10min‑50min，所述第四温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑3％‑0或0‑3％；所述预氧化的第五温度段是在260℃‑280℃条件下预氧化10min‑45min，所述第五温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑3％‑0或0‑3％；所述预氧化的第六温度段是在280℃‑290℃条件下预氧化10min‑40min，所述第六温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑5％‑0或0‑5％；当预氧化阶段分为七个温度段时，所述七个温度段内依次对碳纤维原丝进行至少两次牵伸，所述预氧化的第一温度段是在200℃‑220℃条件下预氧化15min‑60min，所述第一温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑3％‑0或0‑2％；所述预氧化的第二温度段是在220℃‑240℃条件下预氧化10min‑55min，所述第二温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑2％‑0或0‑2％；所述预氧化的第三温度段是在230℃‑250℃条件下预氧化10min‑55min，所述第三温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑2％‑0或0‑2％；所述预氧化的第四温度段是在245℃‑265℃条件下预氧化10min‑50min，所述第四温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑3％‑0或0‑3％；所述预氧化的第五温度段是在260℃‑280℃条件下预氧化10min‑45min，所述第五温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑2％‑0或0‑2％；所述预氧化的第六温度段是在280℃‑290℃条件下预氧化10min‑40min，所述第六温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑2％‑0或0‑2％，所述预氧化的第七温度段是在280℃‑290℃条件下预氧化10min‑40min，所述第七温度段内每次牵伸的牵伸倍数为‑4％‑0或0‑4％。