[发明专利]木质素基碳纤维前驱体、其制备方法及应用

摘要

本发明涉及木质素基碳纤维前驱体及其制备方法，所述木质素基碳纤维前驱体是通过将木粉与苯酚混合，在酸性催化剂存在下进行液化，然后向所得木材液化物中加入表面活性剂和稳定剂，搅拌后所得产物经抽滤、烘干，即得。本发明基于木材全组分的液化利用，有效地解决了因木材成分复杂造成的对于木质碳纤维性能的负面影响，制备出高木质素含量的碳纤维前驱体；避免了在熔融纺丝过程中需加入六次甲基四胺作为固化剂，在纺丝过程中产生的氨气形成孔隙，对碳纤维的构造和性能产生影响，并减少了固化过程中盐酸和甲醛的大量使用而引起生产过程中有害气体对人体的损害及对环境的污染。

主权项

制备木质素基碳纤维前驱体的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将木材粉碎后得到木粉，将木粉烘干后与苯酚混合，在酸性催化剂存在下进行液化，得到木材液化物；2)木材液化物经抽滤后，与水按1:1‑100的重量比混合，调混合液pH值2‑10，然后按混合液重量1‑20％加入表面活性剂，再按混合液重量1‑30％加入稳定剂，在25‑90℃下搅拌1‑10h，所得产物经抽滤、烘干，即得木质素基碳纤维前驱体；其中，步骤2)中使用的表面活性剂为PEG400、PEG600、PEG800或PEG1000，稳定剂为十二烷基磺酸盐；步骤1)具体为：将木材粉碎后得到木粉，将木粉烘干后与苯酚按照重量比1:4混合，然后按苯酚重量8‑12％加入酸性催化剂，在160℃下搅拌液化2.5h，得到木材液化物；所述酸性催化剂为浓度85％的磷酸。