[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

说明书

本发明是关于一种初生薄膜、聚丙烯腈薄膜、聚丙烯腈基碳薄膜。主要采用的技术方案为：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。本发明主要用于制备出薄膜状的聚丙烯腈基碳纤维，即聚丙烯腈基碳薄膜；以该聚丙烯腈基碳薄膜作为增强相时，不仅能显著提高增强相在复合材料中的比例，且增强相在复合材料中能分布均匀，进而提高碳纤维复合材料的性能。

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯腈纤维技术领域，特别是涉及一种初生薄膜、聚丙烯腈薄膜、聚丙烯腈基碳薄膜及制备方法。

背景技术

聚丙烯腈基碳纤维是一种含碳量高90％的无机纤维，其具有高比强度、高比模量等优异的性能，以其作为增强纤维的复合材料已经在航空航天、新能源等领域得到广泛应用。

在碳纤维复合材料中，碳纤维的含量对复合材料的性能具有决定的作用。而圆形截面的碳纤维在复合材料中的体积占比在60％以下。

为了提高聚丙烯腈基碳纤维在复合材料中的含量，可以制备异性截面形状(即，非圆形截面形状)的聚丙烯腈基碳纤维。但是，本发明的发明人发现：一般异形截面(如，三角形、、多角形、双十字、多叶形等)的聚丙烯腈基碳纤维在复合材料中分布不均匀，容易造成复合材料性能的波动。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种初生薄膜、聚丙烯腈薄膜、聚丙烯腈基碳薄膜及制备方法，主要目的在于能使聚丙烯腈基碳纤维呈薄膜状，以聚丙烯腈基碳薄膜作为增强相时，不仅能提高增强相在复合材料中的比例，且增强相在复合材料中能分布均匀。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种初生薄膜，其特征在于，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。

优选的，所述初生薄膜的透光率大于或等于60％。

优选的，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；

优选的，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。

另一方面，本发明的实施例提供一种初生薄膜的制备方法，其包括如下步骤：

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，所述初生纤维的截面大致呈长方形；初生薄膜的截面宽度与截面厚度之比大于50；

优选的，所述初生薄膜的透光率大于或等于60％；

优选的，所述聚丙烯腈溶液中的聚丙烯腈聚合物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；

优选的，采用挤出法或流延法使聚丙烯腈溶液形成薄膜状的液流；

优选的，采用溶剂挥发法或凝固浴成形法对薄膜状的液流进行成形处理，得到初生薄膜。