[发明专利]初生薄膜、聚丙烯腈薄膜、聚丙烯腈基碳薄膜及制备方法

权利要求书

1.一种聚丙烯腈基碳薄膜，其特征在于，所述聚丙烯腈基碳薄膜的横截面形状大致为长方形；聚丙烯腈薄膜的横截面宽度与横截面厚度之比大于50；其中，所述聚丙烯腈基碳薄膜的厚度为0.5～150μm；所述聚丙烯腈基碳薄膜的纵向拉伸强度为2.2-4.5Gpa；

其中，所述聚丙烯腈基碳薄膜由聚丙烯腈薄膜制成；

所述聚丙烯腈薄膜的横截面形状大致为长方形；聚丙烯腈薄膜的横截面宽度与横截面厚度之比大于50；其中，所述聚丙烯腈薄膜的表层结构处的平均孔径与芯层结构处的平均孔径之间的偏差在10％之内；

所述表层结构处为薄膜横截面上的与薄膜外轮廓之间的最短距离不超过横截面厚度的1/5的位置处；所述芯层结构处为薄膜横截面上的与横截面重心之间的最短距离不超过横截面厚度的1/5的位置处；

其中，所述聚丙烯腈薄膜由初生薄膜的制备方法制备的初生薄膜制成；

所述初生薄膜是将聚丙烯腈溶液形成薄膜状的液流后，再对薄膜状的液流进行成形处理后得到的薄膜；

其中，所述初生薄膜的横截面形状大致为长方形；初生薄膜的横截面宽度与横截面厚度之比大于50；

其中，所述初生薄膜的透光率大于或等于60％；

所述初生薄膜的制备方法包括如下步骤：

1)制备聚丙烯腈溶液；

2)使聚丙烯腈溶液形成薄膜状的液流；

3)对薄膜状的液流进行成形处理，得到初生薄膜；

其中，使所述薄膜状的液流经过凝固浴的成形处理，得到初生薄膜；其中，所述凝固浴包括质量比为1：0～4：6的非溶剂和溶剂；所述凝固浴的温度为-50℃～1℃；所述薄膜状的液流在所述凝固浴中的停留时间为2-150s。

2.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳薄膜，其特征在于，所述初生薄膜的表层结构处的平均孔径与芯层结构处的平均孔径之间的偏差在10％之内。

3.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳薄膜，其特征在于，

所述聚丙烯腈溶液中的聚丙烯腈包括聚丙烯腈均聚物、聚丙烯腈共聚物中的一种或两种的混合物；和/或

采用挤出法或流延法使聚丙烯腈溶液形成薄膜状的液流。

4.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳薄膜，其特征在于，

所述非溶剂和溶剂的质量比为9：1～4：6。

5.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳薄膜，其特征在于，

所述凝固浴中的非溶剂选用甲酸、甘油、乙二醇、醋酸、乙醇、甲醇、氯仿、异丁醇、异戊醇、丁二醇、苯甲醇、四氯化碳、甲苯、丙酮、水、二氧六环中的一种或几种的混合物；和/或

所述凝固浴中的溶剂为能溶解聚丙烯腈的溶剂，所述溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、氯化锂溶液、离子液体、硫氰酸钠溶液、氯化锌溶液中的任一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳薄膜，其特征在于，所述步骤2)具体为：采用挤出模具将聚丙烯腈溶液挤成薄膜状的液流；

其中，所述挤出模具的挤出孔口大致呈长方形、狭缝形、类犬骨形中的任一种。

7.根据权利要求6所述的聚丙烯腈基碳薄膜，其特征在于，

所述挤出模具的挤出孔口的平均宽度为1～300μm。

8.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳薄膜，其特征在于，所述聚丙烯腈薄膜的厚度小于1mm。

9.权利要求1-8任一项所述的聚丙烯腈基碳薄膜，其特征在于，所述聚丙烯腈薄膜的制备方法包括如下步骤：

后处理：对所述初生薄膜进行后处理，得到聚丙烯腈薄膜。

10.根据权利要求9所述的聚丙烯腈基碳薄膜，其特征在于，

所述后处理包括对初生薄膜进行水洗、牵伸、上油、干燥处理，得到聚丙烯腈薄膜。