[发明专利]用于使纤维热稳定化的方法以及以这种方式稳定的纤维

权利要求书

1.一种使熔纺丙烯酸类纤维热稳定化的方法，其中用包含用于聚丙烯腈的溶剂和碱性水溶液的混合物预稳定化由熔融纺丝生产的丙烯酸纤维或纤维前体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于混合物包含0.1-60体积％的溶剂和40-99.9体积％的碱性水溶液。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于溶剂选自二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、硫氰酸钠水溶液及它们的混合物。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于预稳定化在包含所述混合物的改性浴中在20至80℃，优选40至65℃的温度下在5秒至2分钟，优选10秒至60秒的停留时间内进行。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述碱性水溶液包含3至15mol/l的至少一种碱金属盐或碱土金属盐，优选碱金属氢氧化物，特别优选氢氧化钾或氢氧化钠。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将混合物中的溶剂和碱性水溶液的比例作为纤度的函数进行调节。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在预稳定化后，在800至1700℃的温度下，在惰性气体，特别是氩气或氮气下进行氧化稳定化和碳化，用于生产碳纤维。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于氧化稳定化在200-350℃的温度下在含氧或含空气的气氛中进行。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于纤维前体可通过以下方法制备，其中

i.在至少一种引发剂的存在下进行95至80摩尔％的丙烯腈与至少一种选自以下的共聚用单体的共聚：

a)5至20摩尔％的至少一种通式I的丙烯酸烷氧基烷基酯

其中

R＝C_nH_2n+1，n＝1-8和m＝1-8，特别是n＝1-4和m＝1-4

b)0至10摩尔％的至少一种通式II的丙烯酸烷基酯

其中

R＝C_nH_2n+1和n＝1-18，

c)0至10摩尔％的至少一种通式III的乙烯基酯

其中

R＝C_nH_2n+1和n＝118，

和

ii.用在挤出机出口处具有至少一个适于纺丝的喷嘴的挤出机纺丝共聚物以形成单丝或复丝。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述共聚物具有保持恒定或随着温度升高至240℃，特别是至260℃而降低的熔体粘度。

11.根据权利要求9或10中任一项所述的方法，其特征在于存在8-12mol％的a)中的共聚用单体和/或1-5mol％的b)中的共聚用单体和/或1-5mol％的c)中的共聚用单体。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于共聚反应通过沉淀聚合、乳液聚合和/或在溶剂中的聚合进行。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于溶剂选自二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、硫氰酸钠水溶液及它们的混合物。

14.一种熔纺纤维，其根据前述权利要求中任一项所述的方法进行热稳定化。

15.根据权利要求14所述的纤维，其根据权利要求7的方法被进一步加工以形成碳纤维。