[发明专利]一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法

权利要求书

1.一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法，包括下列步骤：

(1)制备聚丙烯腈纺丝原液，聚丙烯腈纺丝原液中聚丙烯腈是第一、二、三单体共聚物或第一、二单体共聚物或丙烯腈的均聚物，粘均分子量为2.0×10⁴-1.5×10⁵，聚丙烯腈纺丝原液中聚丙烯腈类聚合物的重量含量为15-25％；

(2)经脱单、脱泡后的聚丙烯腈纺丝原液经过滤、计量后，通过喷丝头挤出后形成纺丝细流，经过空气段，进入凝固浴凝固成形，所述的空气段是指喷丝板与凝固浴液面之间的空气段的距离为1-10cm，空气段的温度为10-30℃，相对湿度为50-95％；

(3)进行牵伸、水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸以及干燥热定型后，得到高性能碳纤维用聚丙烯腈原丝。

2.根据权利要求1所述的一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法，其特征在于：所述的第一单体为丙烯腈，第二单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯腈、醋酸乙烯酯或丙烯酰胺中的一种，第三单体取自衣康酸、丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、甲基丙烯苯磺酸钠、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯或乙烯基吡啶中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法，其特征在于：所述的聚丙烯腈纺丝原液通过网眼为0.5-5μm的过滤材料进行过滤。

4.根据权利要求1所述的一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法，其特征在于：所述的凝固浴分为两级，其中第一级凝固浴温度为0-25℃，凝固浴中二甲基亚砜的含量为40-70％；第二级凝固浴温度为10-35℃，凝固浴中二甲基亚砜的含量为20-50％。

5.根据权利要求1所述的一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法，其特征在于：所述的牵伸介质为二甲基亚砜与水的混合液，且二甲基亚砜的含量为2-10％，温度为80-99℃。

6.根据权利要求1所述的一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法，其特征在于：所述的水洗是指丝条进行多级水洗，水洗温度为40-80℃。

7.根据权利要求1所述的一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法，其特征在于：所述上油的油剂采用的是含有氨基改性硅氧烷的油剂。

8.根据权利要求1所述的一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法，其特征在于：所述的干燥致密化温度为120-160℃。

9.根据权利要求1所述的一种干喷湿纺制备高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法，其特征在于：所述的蒸汽牵伸的介质是饱和水蒸气，压力为0.1-0.4MPa。