[发明专利]高含碳量碳纤维的制备方法

摘要

本发明涉及一种高含碳量碳纤维的制备方法。该方法以聚丙烯腈为原料通过静电纺丝方法制备聚丙烯腈纤维。再将聚丙烯腈纤维放入丙酮，过氧化二苯甲酰（BPO），苯乙烯和抗氧化剂的混合溶液中，在高压汞灯下照射40min得到聚丙烯腈接枝苯乙烯纤维。最后经高温碳化，得到所需的高含碳量碳纤维。通过扫描电镜及元素分析，以及导电性能的测试，比没有通过紫外接枝的碳纤维碳含量提高到99.46%，导电性能提高到了5.5Ω.cm2，表明紫外接枝是提高碳纤维含碳量的潜在方法。本发明提高了碳纤维的含碳量，改善了碳纤维的导电性能，具有一定的创新性和实用性。

主权项

一种高碳含量碳纤维的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：a.将聚丙烯腈溶于N‑N二甲基乙酰胺中，配制成浓度为11wt%~13wt%的纺丝液，采用静电纺丝法，制备聚丙烯腈纤维毡；所采用的静电纺丝工艺参数为：静电电压为10 kV ~13kV，针头直径0.6mm ~1.0mm，接收距离10cm~14cm，温度为室温，相对湿度为55%RH~65%RH；b将步骤a所得的纤维毡浸没在由过氧化类引发剂（0.1mol/L）、苯乙烯（1mol/L）和抗氧化剂(0.1g/L)的混合丙酮溶液中，其中过氧化类引发剂的浓度为0.1mol/L，苯乙烯的浓度为1mol/L，抗氧化剂的浓度为0.1g/L；在高压汞灯下照射20min~40min得到聚丙烯腈接枝苯乙烯纤维；c. 将步骤b所得聚丙烯腈接枝苯乙烯纤维以5℃/min~10℃/min的升温速率从室温升至250℃~270℃，恒温20min~40min，再在惰性气氛下，以10℃/min ~20℃/min的升温速率从270℃升至900℃~1600℃，恒温1小时，冷却至室温，即得到高碳含量碳纤维。