一种异形PAN基碳纤维原丝的制备方法

摘要

本发明公升了一种异形PAN基碳纤维原丝的制备方法，包括如下步骤：将碳纤维专用PAN聚合物粉末在20～60℃溶胀2～5小时，再在60～85℃的温度下溶解2～5小时，经过滤、脱泡后，获得纺丝原液。然后将纺丝原液输送到纺丝机计量泵，经过异形喷丝头挤出后直接进入(湿法纺丝)或经过一段空气层后再进入(干湿法纺丝)凝固浴，在凝固浴中凝固成形，再经过凝固浴拉伸、水洗、沸水拉伸、上油、干燥致密化、干热拉伸、饱和蒸汽拉伸及后处理，获得PAN原丝。本发明的有益效果是：采用本发明的方法所制备的PAN原丝界面规则，所得异形PAN原丝的性能较高，由其预氧化、碳化后获得的异形碳纤维及其复合材料性能也将有较大的提高。

主权项

1、一种异形PAN基碳纤维原丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)设计异形孔喷丝板，根据所要获得的纤维截面形状设计喷丝孔结构尺寸；(2)将分子量为10万～30万的碳纤维专用PAN聚合物粉末在20～60℃溶胀2～5小时，再在60～85℃的温度下溶解2～5小时，经过滤、脱泡后，获得纺丝原液；(3)将纺丝原液输送到纺丝机计量泵，经过异形喷丝头挤出后直接进入湿法纺丝凝固浴或经过一段空气层后再进入干湿法纺丝凝固浴，在凝固浴中凝固成形，然后经过凝固浴拉伸，获得异形PAN初生纤维；其中，纺丝温度：65～85℃；凝固浴质量百分比浓度：70％～0％；凝固浴温度：70℃～5℃，第二凝固浴浓度大于等于第一凝固浴浓度，第二凝固浴和第一凝固浴的温度相同；表观喷头拉伸：-100％～200％；凝固浴拉伸：1～2倍，T＝55℃，凝固浴质量百分比浓度：50％～60％；干湿法纺丝空气层高度：5～20mm；(4)获得的异形PAN初生纤维进行1～3次热水洗后，再进行沸水拉伸、上油、干燥和致密化、干热拉伸、饱和蒸汽拉伸及其他后处理，得到异形PAN原丝；其中，热水洗：50～60℃，去离子水；沸水拉伸：98～100℃，去离子水，拉伸倍数：2～6倍；上油：PAN纤维上油所用的专用硅油；干燥：55～70℃；1～3小时；致密化：110～125℃，15～30分钟；干热拉伸：110～125℃；1.5～2倍；饱和水蒸汽拉伸：1.5～3倍。