一种麻纤维转化碳纤维的以达到缺陷修补的制备方法

摘要

本发明涉及一种麻纤维转化碳纤维的以达到缺陷修补的制备方法，首先采用0～20%浓度NaOH溶液对黄麻纤维进行处理以消除纤维内部孔道结构。随后将清洗、烘干的纤维在空气中250～340°C下进行预氧化处理以赋予纤维不熔不燃性，改变碳化历程进而抑制高温下焦油的生成并提高产碳率。接着对纤维在900～1300°C下进行碳化并对所得碳纤维进行3～5%酚醛树脂溶液浸渍处理。最后将干燥的浸渍有少量树脂的碳纤维进行碳化和高温热处理生成热解碳对表面缺陷进行修补。本方法可以有效利用自然界中丰富的黄麻纤维达到生物资源的高效利用同时减少传统碳纤维生产过程中带来的环境污染。

主权项

一种麻纤维转化碳纤维的以达到缺陷修补的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1、麻纤维的碱处理：将商用黄麻纤维置于浓度为0～20%的NaOH溶液中浸泡处理，处理时间1～2h；随后用蒸馏水将黄麻纤维洗至pH值7.0±0.5，并于烘箱中60～80°C下烘干；步骤2、预氧化处理：将碱处理后的黄麻纤维平行置于预氧化炉内，纤维一端固定，另一端施加10～20MPa拉力；设置升温程序使预氧化炉从室温以0.5～1°C/min的升温速率升至250～340°C氧化2～3h；步骤3、碳化处理：将预氧化处理后的黄麻纤维置于高温裂解炉内，在氩气气氛中从室温以1～5°C/min的升温速率升至900～1300°C碳化1h得到碳化纤维；步骤4、稀酚醛树脂浸渍‑裂解处理：将步骤3处理好的碳化纤维浸渍于浓度为3～5%酚醛树脂溶液中，浸渍时间10～20min；随后将纤维取出，于60～80°C烘干并重复步骤3碳化处理，得到达到缺陷修补后碳纤维。