[发明专利]一种高强度碳纤维的制备方法

权利要求书

1.一种高强度碳纤维的制备方法，其特征在于，以热氧稳定化纤维的环化度为82±5%和芳构化指数为65±5%为调控依据，控制热氧稳定化气氛的氧体积浓度为21.8±1%，制备高强度碳纤维。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，热氧稳定化纤维的环化度和芳构化指数数值分别采用红外光谱和X射线衍射分析测定，将热氧稳定化纤维绞碎为短纤，60℃烘干72h，进行红外光谱分析，获得红外特征峰数据；进行X射线衍射分析，获得特征衍射峰数据；

计算公式为：η=0.29*I₁₆₃₀/（0.29*I₁₆₃₀+I₂₂₄₀），AI＝I_22.5/(I_22.5+I₁₇)，其中I₁₆₃₀为1630cm^-1处的-C＝N伸缩振动特征吸收峰强度，I₂₂₄₀为2240cm^-1处的-C≡N伸缩振动的特征吸收峰强度；I_22.5为2θ=17°处纤维（100）晶面衍射峰，是氰基官能团的特征衍射峰，I_22.5是2θ=22.5°处纤维中形成的梯形结构的特征衍射峰。

3.按照权利要求1的方法，其特征在于，在180~300℃的热氧稳定化条件下对聚丙烯腈共聚纤维进行热氧稳定化及后续300~1600℃常规碳化处理，获得拉伸强度高于3.75GPa的碳纤维，在所述的热氧稳定化条件下某一温度点或某一温度范围内控制氧气体积浓度为21.8±1%。

4.按照权利要求3的方法，其特征在于，聚丙烯腈共聚纤维丝束采用干法、湿法或干湿法纺制的纤维，纤维丝束为1~320K。

5.按照权利要求3的方法，其特征在于，聚丙烯腈共聚纤维除含丙烯腈单体外，还含有一种或几种共聚物单体:丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、羟烷基丙烯腈、羟烷基丙烯酸及其酯类、丙烯酰胺、甲叉丁二酸、甲基丙烯先酰胺、丙烯醛、甲基丙烯醛、烯丙基氯、α-氯丙烯、二丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯基丙酮、乙烯基吡咯烷酮。