[发明专利]一种具有表面沟槽结构的大直径高强中模碳纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种具有表面沟槽结构的大直径高强中模碳纤维的制备方法，包括以下步骤：采用湿法纺丝制备大直径原丝，原丝经预氧化、低温碳化和高温碳化制得，其特征在于：所述的预氧化是在空气气氛下，采用梯度升温，预氧化处理总时间为60～120分钟，梯度升温3个温区，3温区的预氧化时间比为：（1～3）：（4～8）：（1～3），起始温度为225～235℃，中间温度240～245℃，终温为250～265℃，牵伸总倍率1.0～1.2倍，控制预氧纤维的皮芯比≥0.85；所述的低温碳化时间为0.5～5分钟，牵伸倍率1.02～1.07倍；所述的高温碳化时间为0.5～3分钟，牵伸倍率为0.95～0.995倍。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的低温碳化温度为450～850℃。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的高温碳化采用高纯氮气保护，高温碳化温度为1500～1700℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的湿法纺丝制备原丝包括，纺丝原液的制备、多级凝固成型、一级牵伸、多级水洗、上油、干燥致密化、二级气牵伸和热定型，制得所述原丝表面具有沟槽结构，直径控制在13μm～17μm。

5.根据权利要求1-4所述的任一制备方法制备的一种具有表面沟槽结构的大直径高强中模碳纤维，其特征在于：纤维表面具有沟槽结构，平均直径为8.5μm～11μm，强度为5.6～6.0GPa，模量为294GPa～310GPa。

6.根据权利要求5所述的碳纤维，其特征在于：纤维的截面为圆形或近圆形。