[发明专利]聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝的回收方法

说明书

本发明提供了一种聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝的回收方法。该回收方法包括：使聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝在溶剂中溶解，得到纺丝液，溶剂为N,N‑二甲基甲酰胺水溶液。通过溶解的方式将聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝溶解在溶剂中形成纺丝液，形成的纺丝液作为其它工艺的原料，从而实现了对聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝的回收利用。同时采用N,N‑二甲基甲酰胺水溶液作为溶剂能够在单一的温度下就能够完成上述溶解过程，从而简化了回收工艺。因而采用上述回收方法极大地减少了聚丙烯腈基碳纤维原丝生产中的浪费，降低生产成本，并能够减少聚丙烯腈基碳纤维制备工艺对环境的污染。

技术领域

本发明涉及碳纤维制备领域，具体而言，涉及一种聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝的回收方法。

背景技术

在聚丙烯腈基碳纤维生产过程中，高质量的聚丙烯腈原丝是制备合格碳纤维的前提。聚丙烯腈原丝是从聚丙烯腈聚合液通过凝固成型、凝固浴牵伸、水洗、热水牵伸、上油、蒸汽牵伸和蒸汽定型等工序制备而成，整个过程中物理牵伸贯穿始终，线形大分子链在整个过程中沿着纤维轴方向择优取向。但是原丝技术指标如何与碳化生产工艺以及最终碳纤维产品的质量指标进行有效关联依然是困扰领域内生产和研究人员的一大难题。因此原丝品质的好坏或是能否得到合格的碳丝只能在碳化处理后才能知晓，不合格的原丝只能失去其原有价值判定为废丝。此外，在原丝生产过程中，由于更换过滤器、更换喷丝板及装置周期性的开、停车等操作、断丝、指标不达标等因素也将产生大量废丝。由于这些聚丙烯腈原丝不能解聚、不能进行热塑性加工、不能作为燃料使用，只能作为固废物处理，目前，生产聚丙烯腈原丝的最初原料丙烯腈价格已经达到1.9万元/吨，每吨原丝生产成本高达5万元/吨以上，原丝废丝作为废物处理将造成极大的浪费。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝的回收方法，以解决现有的聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝处理方法无法对其进行回收利用的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝的回收方法，该回收方法包括：使聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝在溶剂中溶解，得到纺丝液，其中溶剂为N,N-二甲基甲酰胺水溶液。

进一步地，聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝与溶剂的重量比为1:(3.5～4.5)。

进一步地，溶剂中N,N-二甲基甲酰胺的浓度≥96wt％。

进一步地，该回收方法还包括：在搅拌下进行溶解过程。

进一步地，溶解过程的温度为60～80℃，溶解时间为2～6h。

进一步地，搅拌过程的搅拌速率为20～150转/分钟。

进一步地，在进行溶解过程之前，回收方法还包括：将聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝进行剪短。

进一步地，经剪短过程，聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝的长度≤2cm。

应用本发明的技术方案，通过溶解的方式将聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝溶解在溶剂中形成纺丝液，形成的纺丝液作为其它工艺的原料，从而实现了对聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝的回收利用。同时采用N,N-二甲基甲酰胺水溶液作为溶剂能够在单一的温度下就能够完成上述溶解过程，从而简化了回收工艺。因而采用上述回收方法极大地减少了聚丙烯腈基碳纤维原丝生产中的浪费，降低生产成本，并能够减少聚丙烯腈基碳纤维制备工艺对环境的污染。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

本申请中术语“聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝”是指不合格的聚丙烯腈基碳纤维原丝。