[发明专利]聚丙烯腈基碳纤维原丝的无凝固浴纺丝方法

权利要求书

1.聚丙烯腈基碳纤维原丝的无凝固浴纺丝方法，其特征在于采用无凝固浴的方法制备聚丙烯腈基碳纤维原丝按以下步骤进行：一、将丙烯腈与第二单体或丙烯腈与第三单体，以偶氮二异丁腈为引发剂、DMSO为溶剂，在55-60℃下进行溶液共聚合，形成聚丙烯腈共聚物原液，聚丙烯腈共聚物原液再经脱单、脱泡、过滤，得到聚丙烯腈纺丝原液；二、将步骤一中的聚丙烯腈纺丝原液通过喷丝孔经20～70cm高的空气层喷射到卷丝轴，形成初生纤维；三、然后将得到的初生纤维进行两次水浴拉伸，水洗，干燥，高温蒸汽拉伸，热定型步骤后收卷，即得聚丙烯腈基碳纤维原丝；步骤三所述的水浴拉伸，第一次水浴拉伸，温度为75～85℃，拉伸倍数为1～3，第二次水浴拉伸，温度为90～100℃，拉伸倍数为2～4，其中高温蒸汽拉伸温度为158-162℃，拉伸倍数为1～3。

2.根据权利要求1所述的采用无凝固浴制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的纺丝方法，其特征在于：步骤一所述的第二单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯或丙烯酰胺，第三单体为衣康酸或丙烯酸；丙烯腈加入的质量含量为96％-98％，第二单体加入的质量含量为1％-2％，第三单体加入的质量含量为1％-2％。

3.根据权利要求1所述的采用无凝固浴制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的纺丝方法，其特征在于：步骤一中所述的聚丙烯腈纺丝原液中的聚丙烯腈共聚物的质量含量为15％～25％。

4.根据权利要求1所述的采用无凝固浴制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的纺丝方法，其特征在于：步骤二中所述的喷丝孔的内径为0.3mm～0.5mm、喷丝孔的长度为4cm-6cm，所述的卷丝轴由电机和变频器组成，纺丝液通过喷孔的线速度为25～30cm/min，电机卷绕速率为1000～1500cm/min，纺丝原液通过空气层直接到达卷丝轴，中间无凝固浴。

5.根据权利要求1所述的采用无凝固浴制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的纺丝方法，其特征在于：步骤三所述的第一次水浴拉伸，温度为79～81℃，拉伸倍数为1.5～2.5；第二次水浴拉伸，温度为94～96℃，拉伸倍数为2.5～3.5。

6.根据权利要求1所述的采用无凝固浴制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的纺丝方法，其特征在于：步骤三所述的第一次水浴拉伸，温度为80℃，拉伸倍数为2；第二次水浴拉伸，温度为95℃，拉伸倍数为3。

7.根据权利要求1所述的采用无凝固浴制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的纺丝方法，其特征在于：步骤二所述的空气层高度为30～60cm，空气层湿度为20％～80％，空气层温度为20～30℃。

8.根据权利要求1或7所述的采用无凝固浴制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的纺丝方法，其特征在于：步骤二所述的空气层高度为40～55cm，空气层湿度为40％～70％，空气层温度为23～27℃。

9.根据权利要求1或7所述的采用无凝固浴制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的纺丝方法，其特征在于：步骤二所述的空气层高度为50cm，空气层湿度为60％，空气层温度为25℃。