一种高强中模碳纤维的制备方法

摘要

本发明提供了一种高强中模碳纤维的制备方法，包括以下步骤：一、制备丙烯腈-衣康酸二元共聚物纺丝原液；二、纺丝，得到丝束；三、水洗；四、进行两段热水牵伸；五、依次进行一次上油、低温干燥、二次上油和高温干燥处理；六、进行蒸汽牵伸和蒸汽定型，然后将蒸汽定型后的丝束收卷，得到原丝；七、将原丝依次进行预氧化处理、低温碳化处理和高温碳化处理，最终得到高强中模碳纤维。本发明制备的碳纤维的拉伸强度高达5.5GPa～5.8GPa，拉伸模量高达298GPa～301GPa，属于高强中模范畴，具有广泛的应用前景。

主权项

一种高强中模碳纤维的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、制备丙烯腈‑衣康酸二元共聚物纺丝原液；所述丙烯腈‑衣康酸二元共聚物纺丝原液的固含量为18.5%～23.4%，粘度为80Pa·s～96Pa·s；步骤二、利用喷丝板对步骤一中所述丙烯腈‑衣康酸二元共聚物纺丝原液进行纺丝，凝固后得到丝束；步骤三、对步骤二中所述丝束进行水洗处理；步骤四、将步骤三中水洗处理后的丝束进行两段热水牵伸；步骤五、将步骤四中两段热水牵伸后的丝束依次进行一次上油、低温干燥、二次上油和高温干燥处理；所述低温干燥的温度为80℃～95℃，所述高温干燥的温度为125℃～145℃；步骤六、将步骤五中高温干燥处理后的丝束在蒸汽压力为0.2MPa～0.35MPa，牵伸倍率为1.5～3.0的条件下进行蒸汽牵伸处理，然后将蒸汽牵伸处理后的丝束在蒸汽压力为0.1MPa～0.2MPa，牵伸倍率为0.95～0.98的条件下进行蒸汽定型处理，之后对蒸汽定型处理后的丝束进行收卷，得到原丝；步骤七、将步骤六中所述原丝先在温度为180℃～260℃，牵伸倍率为0.975～1.04的条件下进行预氧化处理，再在温度为450℃，牵伸倍率为1.00～1.03的条件下进行低温碳化处理，然后在温度为1350℃，牵伸倍率为0.96～0.964的条件下进行高温碳化处理，最终得到拉伸强度为5.5GPa～5.8GPa，拉伸模量为298GPa～301GPa的高强中模碳纤维。