[发明专利]由回收棉生产碳纤维的方法及由此获得的纤维用于形成由复合材料制成的制品的用途

权利要求书

1.一种用于通过回收棉来生产碳纤维的方法，其特征在于包括以下步骤：

a/制备基于纤维素的纤维，包括：

a1/收集由棉制成的制品，

a2/对所述制品进行机械处理以便从其中以短的、不连续的纤维的形式提取棉，所述棉被称为回收棉纤维，

a3/将所述回收棉纤维溶解在溶剂溶液中以形成所谓的纺丝溶液，

a4/通过溶剂纺丝法生产连续的基于纤维素的纤维，

a5/任选地，对所获得的连续的基于纤维素的纤维进行拉伸，

b/以及使所述连续的基于纤维素的纤维碳化以形成碳纤维。

2.根据权利要求1所述的用于生产碳纤维的方法，包括以下步骤：除去在步骤a2/结束时可能与在步骤a2/结束时获得的所述回收棉纤维混合的杂质，特别是合成纤维。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的用于生产碳纤维的方法，其中在步骤a3/中，将所述回收棉纤维与纯化纤维素混合。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于生产碳纤维的方法，其中在步骤a3/中，溶解在所述溶剂溶液中的回收棉纤维的浓度，如果适用的话的溶解在所述溶剂溶液中的回收棉纤维和纯化纤维素的混合物的浓度，为1重量％至50重量％，优选为5重量％至30重量％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于生产碳纤维的方法，其中向所述纺丝溶液中，相对于在所述步骤a3/期间溶解在所述溶剂溶液中的回收棉纤维的重量，如果适用的话的相对于在所述步骤a3/期间溶解在所述溶剂溶液中的回收棉纤维和纯化纤维素的混合物的重量，优选地以1ppm至5重量％的浓度单独地或以混合物的形式添加纳米级碳质填料，特别是选自碳纳米管和石墨烯中的纳米级碳质填料。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于生产碳纤维的方法，包括以下步骤：由多根在步骤a4/或步骤a5/中获得的连续的基于纤维素的纤维形成基于纤维素的纤维的网，以及由此使所述连续的基于纤维素的纤维碳化的步骤b/通过使连续的基于纤维素的纤维的所述网碳化以形成碳纤维网来进行。

7.一种通过根据权利要求1至5中任一项所述的用于生产碳纤维的方法获得的碳纤维。

8.根据权利要求7所述的碳纤维，特征在于应力强度大于1200MPa，优选大于或等于2500MPa，以及特征在于杨氏模量大于75GPa，优选大于或等于200GPa。

9.一种在根据权利要求1至6中任一项所述的用于生产碳纤维的方法的步骤a/结束时获得的连续的基于纤维素的纤维。

10.根据权利要求9所述的连续的基于纤维素的纤维，特征在于直径为10μm至30μm，强度为20cN/特克斯至40cN/特克斯，以及杨氏模量为15GPa至30GPa。

11.一种使用根据权利要求7至8中任一项所述的碳纤维获得的碳纤维网。

12.一种通过根据权利要求6所述的用于生产碳纤维的方法获得的碳纤维网。

13.根据权利要求7所述的碳纤维、根据权利要求11所述的碳纤维网或根据权利要求12所述的碳纤维网用于生产分布在有机聚合物树脂基体中的碳纤维制成的复合材料形式的制品的用途。

14.一种用于生产分布在有机聚合物树脂基体中的碳纤维制成的复合材料形式的制品的方法，特征在于所述方法包括：

-实施根据权利要求1至5中任一项所述的用于生产碳纤维的方法，以及由多根所获得的碳纤维形成碳纤维网，或者实施根据权利要求6所述的用于生产碳纤维的方法以形成碳纤维网，

-以及由复数个由此获得的碳纤维网生产复合材料形式的所述制品。