一种大直径聚丙烯腈基高模高强碳纤维及其制备方法

摘要

本发明涉及一种大直径聚丙烯腈基高模高强碳纤维的制备方法。采用电流辅助石墨化技术，在高温环境下利用碳纤维自身的导电性能，施加一定电压后，使得碳纤维自身发热，消除传统石墨化过程由于热传导引起的纤维径向温度差异，消除纤维石墨化过程产生的纤维直径方向的内应力；在赋予碳纤维高模量的同时，减少石墨化过程碳纤维的强度降低；通过纤维轴向的电子流效应，促进碳纤维石墨微晶结构的形成和重排，从而获得大直径高模高强碳纤维。可以得到直径在6.0微米以上并同时具有强度3.5GPa以上、模量320GPa以上的碳纤维。

主权项

一种大直径聚丙烯腈基高模高强碳纤维的制备方法：包含以下步骤：对聚丙烯腈原丝进行预氧化、低温碳化和高温碳化处理，将得到的碳纤维再进行电流辅助高温石墨化处理，得到高模高强碳纤维；其特征是：碳纤维电流辅助高温石墨化处理在1800‑3000℃温度下进行，同时施加0.05V‑100V直流或者交流电压，处理时间0.1‑5分钟。