[发明专利]用于碳纤维的丙烯腈类共聚物的制备方法

说明书

本发明提供一种用于碳纤维的丙烯腈类共聚物的制备方法，该制备方法包括：制备包含单体混合物和有机溶剂的反应溶液，所述单体混合物包含由化学式1表示的磺酸盐类单体、羧酸类单体和丙烯腈类单体；和使所述反应溶液进行聚合，其中，所述单体混合物包含0.55摩尔％至1.6摩尔％的所述由化学式1表示的磺酸盐类单体。

技术领域

[相关申请的交叉引用]

本申请要求于2018年11月02日提交的韩国专利申请No.10-2018-0133737的优先权和权益，该专利申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。

[技术领域]

本发明涉及一种用于碳纤维的丙烯腈类共聚物的制备方法，具体地，涉及一种更适合于纺丝工艺的用于碳纤维的丙烯腈类共聚物的制备方法。

背景技术

碳纤维是由总重量的90重量％以上的碳原子组成的纤维状碳材料，并且指在惰性气氛中通过使丙烯腈类共聚物和由作为石油类或煤炭类烃残余物的沥青或人造丝制成的纤维状前体进行热解而得到的纤维。

碳纤维是具有碳的结构和组织特性两者并且具有纤维形状的材料，并且在耐热性、化学稳定性、电热传导性、根据低温膨胀性的尺寸稳定性、低密度、摩擦/磨损性能、X射线透过性、电磁波屏蔽性、生物相容性、柔韧性等方面优异。此外，根据活化条件，碳纤维可以具备显著的吸附性能。

丙烯腈类共聚物被广泛地用作碳纤维前体的原料。作为丙烯腈类共聚物的制备方法，通常使用溶液聚合。溶液聚合是使用单体、引发剂和反应溶剂的方法，并且由于可以使用共聚物溶液本身作为纺丝溶液，因此具有不需要将共聚物溶解在纺丝溶剂中的过程的优点。

同时，由于碳纤维的机械性能受到作为前体的丙烯腈类共聚物纤维的形态的影响，因此，需要从纺丝工艺调节丙烯腈类共聚物纤维的形态。具体地，当通过湿法纺丝制造丙烯腈类共聚物纤维时，已知丙烯腈类共聚物的凝结速率大大影响纤维的形态。因此，通常将氨加入到丙烯腈类共聚物溶液中以调节丙烯腈类共聚物的凝结速率。然而，另外需要氨加入过程，并且需要安装用于有毒气体氨的附加安全管理设备，引起制造成本增加。

因此，需要开发一种丙烯腈类共聚物，该丙烯腈类共聚物可以在没有单独的氨处理的情况下通过湿法纺丝制造为具有优异的形态的用于碳纤维的丙烯腈类共聚物纤维。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种用于碳纤维的丙烯腈类共聚物，该丙烯腈类共聚物能够实现适合于纺丝工艺的重均分子量和粘度。

本发明还旨在提供一种用于碳纤维的丙烯腈类共聚物的制备方法，所述丙烯腈类共聚物在不单独进行亲水化工艺的情况下表现出优异的圆度(circularity)。

本发明还旨在提供一种用于碳纤维的丙烯腈类共聚物的制备方法，所述丙烯腈类共聚物表现出优异的可纺性和在耐火工艺的过程中的最小化的副反应。

技术方案

本发明的一个方面提供一种用于碳纤维的丙烯腈类共聚物的制备方法，该制备方法包括：制备包含单体混合物和有机溶剂的反应溶液，所述单体混合物包含由下面化学式1表示的磺酸盐类单体、羧酸类单体和丙烯腈类单体；和使所述反应溶液进行聚合，其中，所述单体混合物包含0.55摩尔％至1.6摩尔％的所述由化学式1表示的磺酸盐类单体：

化学式1

在化学式1中，

R是氢或C₁至C₃线型烷基，

L是C₁至C₃线型亚烷基，

X是碱金属。

有益效果