水相悬浮和溶液聚合两步法制备碳纤维原丝的方法

摘要

本发明涉及一种水相悬浮和溶液聚合两步法制备碳纤维原丝的方法，包括：(1)将丙烯腈、衣康酸和丙烯酸甲酯混合后，加入水、聚乙烯醇和偶氮二异丁腈，得到超高分子量聚丙烯腈；(2)将上述超高分子量聚丙烯腈在二甲基亚砜中溶胀，搅拌使其充分溶解，得到超高分子量聚丙烯腈溶液；将丙烯腈、衣康酸和丙烯酸甲酯混合均匀后，加入到所述的超高分子量聚丙烯腈溶液中，然后加入偶氮二异丁腈，反应结束后得纺丝原液；(3)将上述纺丝原液经过干喷湿法纺丝、拉伸、上油、干燥致密化、热蒸汽牵伸、热定型制得碳纤维原丝。本发明提高了纺丝液的浓度，减少了凝胶的产生，提高了初生丝条的牵伸倍率；本发明的碳纤维原丝纤度小，强度高。

主权项

一种水相悬浮和溶液聚合两步法制备碳纤维原丝的方法，包括：（1）将丙烯腈、衣康酸和丙烯酸甲酯按照质量比92～99∶0.2～2∶0.1～3混合均匀后加入到反应容器中，加入反应溶剂水、分散剂聚乙烯醇、引发剂偶氮二异丁腈，在60～80℃下反应4～10小时得到超高分子量聚丙烯腈；其中超高分子量聚丙烯腈的分子量为8×105～1.4×106g/mol，分子量分布小于2；（2）在40～60℃，将步骤（1）所得的超高分子量聚丙烯腈在二甲基亚砜中溶胀4～10小时，然后于65～85℃搅拌4～10小时使其充分溶解，得到超高分子量聚丙烯腈溶液；将丙烯腈、衣康酸和丙烯酸甲酯按照质量比92～99∶0.2～2∶0.1～3混合均匀后，加入到所述的超高分子量聚丙烯腈溶液中，然后加入偶氮二异丁腈，再在50～70℃下反应6～12小时，经过过滤、脱单、脱泡制得纺丝原液；（3）将上述纺丝原液经过干喷湿法纺丝、拉伸、上油、干燥致密化、热蒸汽牵伸、热定型制得碳纤维原丝。