[发明专利]一种通过控制预氧化纤维结构制备高性能碳纤维的方法有效
| 申请号： | 201310641767.8 | 申请日： | 2013-12-03 |
| 公开（公告）号： | CN103668561B | 公开（公告）日： | 2017-06-23 |
| 发明（设计）人： | 薛岩;陈新;何州文;朱镇 | 申请（专利权）人： | 国家电网公司;国网智能电网研究院;国网浙江省电力公司 |
| 主分类号： | D01F9/22 | 分类号： | D01F9/22;D01F9/145;D01F9/16;D01F9/24 |
| 代理公司： | 北京安博达知识产权代理有限公司11271 | 代理人： | 徐国文 |
| 地址： | 100031 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 本发明涉及碳纤维加工领域，具体为一种制备高性能碳纤维的方法。本发明提供了一种通过控制预氧化纤维结构规整度Ro制备高拉伸强度和高拉伸模量碳纤维的方法，通过对聚丙烯腈原丝在热处理炉内进行预氧化，温度为180～275℃，总牵伸率为4～12%，并在245～255℃的温区内控制纤维停留时间为18～23分钟，制取预氧化纤维，选择RO值在34～42%范围内的纤维进行后续低温碳化和高温碳化处理，最终制备出碳纤维。本发明所制取的碳纤维的拉伸强度≥3.6GPa，拉伸模量≥250GPa。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 通过 控制 氧化 纤维结构 制备 性能 碳纤维 方法 | ||
【主权项】：
一种通过控制预氧化纤维结构制备高性能碳纤维的方法，包括预氧化、碳化过程，其特征在于：所述预氧化处理的纤维为聚丙烯腈原丝，所述预氧化过程的温度为180～275℃，总牵伸率为4～12％，并在245～255℃的温区内控制纤维停留时间16～23分钟，制取预氧化纤维；以预氧化纤维的结构规整度Ro作为改性处理后纤维的聚集态结构控制指标，选择RO数值在34～42％范围内的氧化纤维；所述RO＝I1600cm‑1/(I1600cm‑1+I1350cm‑1)，其中I1600cm‑1为拉曼光谱中1600cm‑1处的峰面积积分强度，I1350cm‑1为拉曼光谱中1350cm‑1处的峰面积积分强度；随后对预氧化纤维进行碳化处理，所述碳化过程为在高纯氮气保护下进行的低温碳化处理和高温碳化处理，所述低温碳化处理，温区分别设定为380、480、600和700℃，纤维在每个温区的停留时间均为0.9分钟，共计3.6分钟，牵伸率为5％；所述高温碳化处理，在1300℃下，停留时间为2.5分钟；牵伸率为2.5％；所制得的碳纤维的拉伸强度≥3.6GPa，拉伸模量≥250Gpa。
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