[发明专利]一种聚丙烯腈纤维及其制备方法、聚丙烯腈基碳纤维

权利要求书

1.一种聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

喷丝：纺丝液经计量装置计量后通过喷丝板形成纺丝细流；

凝固成型：所述纺丝细流经凝固成型处理后，形成初生纤维；

后处理：对所述初生纤维进行后处理，得到聚丙烯腈纤维；

其中，在所述喷丝步骤中，满足如下条件：

V1=V2=π×R²×v×N×λ；

其中，V1为所述纺丝液的计量体积cc/min；V2为所述喷丝板喷出的纺丝液的体积cc/min；R为喷丝孔的半径mm；v为所述纺丝液的挤出速度m/min；N为所述喷丝板上的喷丝孔的数量；λ为系数因子，且λ为0.33-0.50；

其中，所述聚丙烯腈纤维的制备方法是采用湿法纺丝的工艺；其中，所述纺丝液的挤出速度为15-25m/min；所述喷丝孔为圆形喷丝孔、所述喷丝孔的直径为0.055-0.065mm；所述喷丝板上的喷丝孔的数量为3K-24K；所述喷丝板上装有多层第一滤网，以对纺丝液进行过滤、并提高喷丝板的纺丝压力；在所述聚丙烯腈纤维的制备过程中，对纤维施加的总牵伸倍数为5-7倍。

2.根据权利要求1所述的聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，

所述计量装置选用计量泵；和/或

所述纺丝液的计量体积与所述计量装置的规格、计量装置的转速相关，具体如下：V1=Q×n；其中，V1为所述纺丝液的计量体积cc/min、Q为所述计量装置的规格cc/r、n为所述计量装置的转速r/min。

3.根据权利要求1所述的聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，

所述第一滤网为金属滤网。

4.根据权利要求3所述的聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，

所述金属滤网的目数为500-2000目。

5.根据权利要求1所述的聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，

所述后处理的步骤包括：对所述初生纤维进行水洗、干燥致密化、牵伸、卷绕收取得到聚丙烯腈纤维。

6.根据权利要求5所述的聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，

所述卷绕的速度为75-130m/min。

7.一种聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

喷丝：纺丝液经计量装置计量后通过喷丝板形成纺丝细流；

凝固成型：所述纺丝细流经凝固成型处理后，形成初生纤维；

后处理：对所述初生纤维进行后处理，得到聚丙烯腈纤维；

其中，在所述喷丝步骤中，满足如下条件：

V1=V2=π×R²×v×N×λ；

其中，V1为所述纺丝液的计量体积cc/min；V2为所述喷丝板喷出的纺丝液的体积cc/min；R为喷丝孔的半径mm；v为所述纺丝液的挤出速度m/min；N为所述喷丝板上的喷丝孔的数量；λ为系数因子，且λ为0.33-0.50；

其中，所述聚丙烯腈纤维的制备方法是采用干喷湿法纺丝的工艺；

所述纺丝液的挤出速度为10.0-12.5m/min；所述喷丝孔为圆形喷丝孔、所述喷丝孔的直径为0.09-0.15mm；喷丝板上的喷丝孔的数量为1K-6K；所述喷丝板上装有多层第二滤网，以对所述纺丝液进行过滤、并提高喷丝板的纺丝压力；在所述聚丙烯腈纤维的制备过程中，对纤维施加的总牵伸倍数为20-35倍。

8.根据权利要求7所述的聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，

所述计量装置选用计量泵；和/或

所述纺丝液的计量体积与所述计量装置的规格、计量装置的转速相关，具体如下：V1=Q×n；其中，V1为所述纺丝液的计量体积cc/min、Q为所述计量装置的规格cc/r、n为所述计量装置的转速r/min。

9.根据权利要求7所述的聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，

所述第二滤网选用金属滤网和/或高分子材料滤网。