[发明专利]聚乙炔制取碳纤维方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纤维制取方法，尤其是一种聚乙炔制取碳纤维方法。

背景技术

碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻巧，而且消耗动力少，推力大，噪音小；用碳纤维制电子计算机的磁盘，能提高计算机的储存量和运算速度；用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器，机械强度高，质量小，可节约大量的燃料。1999年发生在南联盟科索沃的战争中，北约使用石墨炸弹破坏了南联盟大部分电力供应，其原理就是产生了覆盖大范围地区的碳纤维云，这些导电性纤维使供电系统短路。

目前，人们还不能直接用碳或石墨来抽成碳纤维，只能采用一些含碳的有机纤维(如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等)做原料，将有机纤维跟塑料树脂结合在一起，放在稀有气体的气氛中，在一定压强下强热炭化而成碳纤维是纤维状的碳材料，其化学组成中含碳量在90％以上。由于碳的单质在高温下不能熔化(在3800K以上升华)，而在各种溶剂中都不溶解，所以迄今无法用碳的单质来制碳纤维。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种聚乙炔制取碳纤维的方法。

一种聚乙炔制取碳纤维方法，其主要材料为聚乙炔，其特征在于先将聚乙炔在空气中，在催化剂作用下进行氧化，所得氧化物保持纤维状态，然后将所得氧化物在高纯氩气保护下，经1500℃-1600℃的高温作用，在脱水催化剂作用下脱水得到碳纤维，最后将温度升高至3000℃左右，使碳纤维石墨化。

本发明的显著效果是，由聚乙炔通过将其氧化并高温脱水制取碳纤维，不仅制取工艺简便，而且原料易得且廉价，降低了产品价格。

具体实施方式

下面对本发明做进一步说明：先将聚乙炔在空气中，经过催化剂作用，将其氧化，所得的氧化物产品仍保持纤维状态，然后将所得氧化物在高纯氩气保护下，经1500℃-1600℃的高温作用，保持15分钟左右，在脱水催化剂作用下使其脱水得到碳纤维，最后将碳纤维在高纯氩气保护下，温度升高至3000℃左右，使碳纤维石墨化。

将本发明应用于碳纤维的生产工艺中，由聚乙炔通过将其氧化并高温脱水制取碳纤维，不仅制取工艺简便，而且原料易得且廉价，降低了产品价格，可以将制取成本降低25％左右。