[发明专利]聚炳烯腈纤维预氧化及碳化新工艺及装置

摘要

本发明提供了聚炳烯腈纤维预氧化及碳化的新工艺及为该工艺而设计的高频负压等离子加热装置。该装置包括由高频电源、平行板电极和配套的扁平状石英玻璃反应腔及使反应腔形成负压和适当氮气、氧气比例气氛的附属装置组成，在负压环境和高频电场作用下反应腔内形成的等离子体使得预氧化和碳化的工艺温度大大下降，使碳化的温度接近甚至低于聚炳烯腈中某些有机物的熔融点，从而使预氧化和碳化两道工序在一个加热装置中一次完成，大大减少了能耗，提高质量和降低了成本，是对以聚炳烯腈为原料制取碳素纤维加工工艺的一个重大改进。

主权项

1、聚炳烯腈纤维预氧化及碳化新工艺，工艺过程包括将纤维在牵伸张力条件下经收放丝机构送入预氧化加热炉，在小于400℃和氮氧混合比例为8∶2-7∶3气氛下完成线性高分子交联、环化、脱氧、脱氢化学反应生成具有热稳定性的梯形高分子结构纤维的预氧化工序和将预氧化纤维经收放丝机构牵伸下送入碳化加热炉中充入含氧量小于5毫升/立方米的高纯氮气气氛下在高于预氧化环境温度下加热处理使预氧化纤维进一步发生交联、环化、缩聚、芳构化学反应使纤维中碳含量达到99％以上，从而形成二维碳环平面网状结构和层片平行的乱层类石墨结构的碳化工序，其特征在于本工艺中所采用的加热炉是以高频交流电为能源的负压等离子加热装置。