[发明专利]一种高强高模高韧聚丙烯腈碳纤维原丝及其制备方法和应用在审
| 申请号： | 202111248991.1 | 申请日： | 2021-10-26 |
| 公开（公告）号： | CN116024679A | 公开（公告）日： | 2023-04-28 |
| 发明（设计）人： | 沈志刚;王建宁;李磊;王贺团 | 申请（专利权）人： | 中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院 |
| 主分类号： | D01D5/14 | 分类号： | D01D5/14;D01D5/06;D01D5/12;D01F6/18;D01F6/38;D01F9/22 |
| 代理公司： | 北京知舟专利事务所(普通合伙) 11550 | 代理人： | 赵丽丽 |
| 地址： | 100728 北*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 高强 高模高韧 聚丙烯 碳纤维 及其 制备 方法 应用 | ||
1.一种高强高模高韧聚丙烯腈碳纤维原丝的制备方法，包括将聚丙烯腈原液经过凝固成型、凝固牵伸、热水牵伸、水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸、蒸汽热定型，得到所述的高强高模高韧聚丙烯腈碳纤维原丝，其中，经过干燥致密化处理后测试每根纤维在蒸汽压力为0.3MPa、牵伸倍数2.5倍的条件下所承受的张力为0.5～1.5cN。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述聚丙烯腈原液的特性粘度为3.0～5.0dL/g，优选为3.5～4.5dL/g。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述的凝固牵伸包括至少三道。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述凝固牵伸中，每道凝固牵伸的温度为20～80℃，牵伸比为1～3；优选地，每道凝固牵伸的温度为30～70℃，牵伸比为1～2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述的热水牵伸包括至少4道；和/或，
所述热水牵伸的温度为90～100℃，优选为95～99℃。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
所述热水牵伸的总牵伸比大于等于4倍，且第4道热水牵伸比大于等于1.3倍；优选地，所述热水牵伸的总牵伸比大于等于5倍，且第4道热水牵伸比为1.5～2.5。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述的上油和干燥致密化至少两级；和/或，
所述的干燥致密化温度为90～150℃，不施加牵伸，优选地，所述的干燥致密化温度为100～140℃。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述蒸汽牵伸的压力为0.3～0.7MPa，牵伸比大于等于2.5；优选地，所述蒸汽牵伸的压力为0.3～0.5MPa，牵伸比2.5～3.5；和/或，
所述蒸汽牵伸过程中的纺丝速度为20～80m/min，优选为25～55m/min。
9.一种高强高模高韧聚丙烯腈碳纤维原丝，由权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到。
10.根据权利要求9所述的聚丙烯腈碳纤维原丝，其特征在于，
所述碳纤维原丝的线密度为0.6～1.0dtex，强度为7.0～10.5cN/dtex，模量为150～210cN/dtex，伸长率为7.5～9.5％。
11.一种碳纤维，由权利要求1～8任一项所述的制备方法得到的高强高模高韧聚丙烯腈碳纤维原丝或者权利要求9或10所述的高强高模高韧聚丙烯腈碳纤维原丝制备得到。
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