三氯化硼交联聚丙烯腈原丝制备炭纤维的方法

摘要

三氯化硼交联聚丙烯腈原丝制备炭纤维的方法，该方法是利用三氯化硼与聚丙烯腈原丝中的氰基不饱和官能团反应，形成硼-氮键，既在纤维内部均匀引入了硼，又实现了聚丙烯腈原丝的化学交联，交联后的原丝在氮气保护下碳化、在氩气保护下石墨化，替代了原有空气预氧化工艺。与空气预氧化未改性纤维相比，裂解尾气中剧毒气体氰化氢释放量大大降低，所得炭纤维的模量显著提高。本发明既没有增加工艺步骤，又实现了硼的均匀化学改性，并且通过键合引入的硼可以保持到石墨化阶段，对现有石墨化工艺没有影响，生产成本低，便于工业化生产。

主权项

一种利用聚丙烯腈原丝制备炭纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将聚丙烯腈原丝置于三氯化硼与氮气的混合气氛反应炉中，施加0‑50MPa张力，以100‑600℃/h的升温速度升温至100℃，再以10‑30℃/h的升温速度从100℃加热到160‑300℃，保温处理1‑6小时，得到聚丙烯腈交联纤维；所述三氯化硼与氮气的混合气氛中，三氯化硼体积分数为5‑100%；（2）将步骤（1）所得聚丙烯腈交联纤维在氮气保护下碳化，施加0‑10MPa张力，温度从室温升温到1200‑1500℃，碳化时间控制为10‑120分钟，得到炭纤维。