[发明专利]一种聚丙烯腈基碳纤维及其稳定化方法

权利要求书

1.一种聚丙烯腈基碳纤维的稳定化方法，其特征在于，所述稳定化方法如下：将聚丙烯腈基纤维前驱体依次通过低温、中温、高温和超高温进行稳定化处理，得到聚丙烯腈基稳定化纤维；

所述低温的温度为150～220℃，所述中温的温度为220～250℃，所述高温的温度为250～280℃，所述超高温的温度＞280℃；

所述稳定化处理的氧气浓度为：所述低温下的氧气浓度＜所述中温下的氧气浓度＜所述高温下的氧气浓度＜所述超高温下的氧气浓度；

所述超高温下的氧气浓度大于15％且小于等于33％；

所述低温下的氧气浓度为0～10％；

所述中温下的氧气浓度为0～25％；

所述高温下的氧气浓度大于0且小于等于30％。

2.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述低温下的氧气浓度为0，所述低温下的稳定化处理在保护气氛或真空中进行。

3.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述超高温的温度为280～350℃且不包括280℃。

4.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述低温的处理时间为30～90min。

5.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述中温的处理时间为60～140min。

6.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述高温的处理时间为60～140min。

7.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述超高温的处理时间为30～70min。

8.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述低温、中温、高温、超高温的升温速率各自独立地为0.1～10℃/min。

9.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述聚丙烯腈基纤维前驱体通过将丙烯腈基聚合物进行纺丝制备得到。

10.根据权利要求9所述的稳定化方法，其特征在于，所述纺丝为湿法纺丝。

11.根据权利要求9所述的稳定化方法，其特征在于，所述丙烯腈基聚合物包括丙烯腈均聚物和/或丙烯腈共聚物。

12.根据权利要求11所述的稳定化方法，其特征在于，所述丙烯腈共聚物包括丙烯腈-衣康酸共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸共聚物、丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-乙烯基膦酸共聚物、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物或丙烯腈-衣康酸-丙烯酰胺共聚物中的任意一种或至少两种的组合。

13.根据权利要求11所述的稳定化方法，其特征在于，所述丙烯腈共聚物中基于丙烯腈的结构单元的摩尔百分含量≥90％。

14.根据权利要求1所述的稳定化方法，其特征在于，所述稳定化方法具体包括：将聚丙烯腈基纤维前驱体依次通过低温、中温、高温和超高温进行稳定化处理，得到聚丙烯腈基稳定化纤维；

所述低温的温度为150～220℃，所述中温的温度为220～250℃，所述高温的温度为250～280℃，所述超高温的温度＞280℃；且所述低温下的氧气浓度＜所述中温下的氧气浓度＜所述高温下的氧气浓度＜所述超高温下的氧气浓度；

所述低温下的氧气浓度为0～10％，处理时间为30～90min；所述中温下的氧气浓度为0～25％，处理时间为60～140min；所述高温下氧气浓度大于0且小于等于30％，处理时间为60～140min；所述超高温下氧气浓度大于15％且小于等于33％，处理时间为30～70min；所述低温、中温、高温、超高温的升温速率各自独立地为0.1～10℃/min。

15.一种聚丙烯腈基碳纤维，其特征在于，所述聚丙烯腈基碳纤维采用如下方法进行制备，所述方法包括：将聚丙烯腈基纤维前驱体依次经过稳定化处理和炭化处理，得到所述聚丙烯腈基碳纤维；所述稳定化处理通过如权利要求1～14任一项所述的稳定化方法进行。