專利名稱：用于生產(chǎn)高性能碳纖維的聚丙烯睛原絲的表面改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備碳纖維的聚丙烯睛原絲，特別涉及一種用于生產(chǎn)
T300型高性能碳纖維的聚丙烯睛原絲的表面改性方法。
背景技術(shù)：
T300型高性能碳纖維的生產(chǎn)工藝、紡織溶劑、表面處理及上漿劑等 的研制已列入國家"火炬計劃"和"十一五"高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。聚丙 烯睛原絲(PAN)質(zhì)量滯后是我國碳纖維質(zhì)量低、行業(yè)發(fā)展緩慢緩慢的主 要原因。低級PAN原絲因不具備均質(zhì)化、致密化、高純化、細(xì)晶化和細(xì)旦 化等綜合技術(shù)指標(biāo)，在預(yù)氧化處理工藝中會出現(xiàn)毛絲分叉、熔融粘連并絲、 局部畜熱自燃等工藝缺陷，造成生產(chǎn)中途停機(jī)或氧化工序混亂，原絲結(jié)構(gòu) 皮芯分化，最終導(dǎo)致碳纖維產(chǎn)品抗拉強(qiáng)度、楊氏模量、伸長率、碳原子軸 向排列密度等碳纖維主要性能指標(biāo)降低。因此，在進(jìn)行預(yù)氧化處理工藝前， 應(yīng)對聚丙烯睛原絲進(jìn)行表面改性處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于生產(chǎn)高性能碳纖維的聚 丙烯睛原絲的表面改性方法，該方法能有效地使聚丙烯睛原絲的表面性質(zhì) 得到有效的改善，使其能更好地滿足后續(xù)工序的要求，并生產(chǎn)出T300型 高性能碳纖維。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明用于生產(chǎn)高性 能碳纖維的聚丙烯睛原絲的表面改性方法，包括如下步驟
a. 配制化學(xué)處理液，化學(xué)處理液的重量份組分為聚二曱基硅氧烷 1. 2 ~ 2. 0 :過硫酸銨0. 7 ~ 1. 5 :太古油1. 2 ~ 3. 0 :抗靜電劑PD 0. 6 ~ 1. 5 :去離子水100;
b. 用配制好的化學(xué)處理液對聚丙烯睛原絲進(jìn)行化學(xué)浴。 本發(fā)明的有益效果是，該方法能有效地使聚丙烯睛原絲的表面性質(zhì)得
到有效的改善，可降低聚丙烯睛原絲毛絲分叉率82°/。，玻璃化溫度提高 22%,碳化時碳原子軸向結(jié)晶率提高18%，因而能更好地滿足后續(xù)工序的 要求，并生產(chǎn)出T300型高性能碳纖維。通過添加氫電子使纖維氰基斷裂 鏈解聚，吸氧固氧形成耐熱梯形環(huán)結(jié)構(gòu)的時空提前，從而可縮短預(yù)氧時間 26%,有利于降低高性能碳纖維的生產(chǎn)成本。


圖1是本發(fā)明所采用化學(xué)浴池的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn) 一 步的說明。
本發(fā)明用于生產(chǎn)高性能碳纖維的聚丙烯睛原絲的表面改性方法，包括 如下步驟
a. 配制化學(xué)處理液，化學(xué)處理液的重量份組分為聚二曱基硅氧烷 1. 2 ~ 2. 0 :過硫酸銨0. 7 ~ 1. 5 :太古油1. 2 ~ 3. 0 :抗靜電劑PD 0. 6 ~ 1. 5 :去離子水100;
b. 用配制好的化學(xué)處理液對聚丙烯睛原絲進(jìn)行化學(xué)浴。
該方法能有效地使聚丙烯睛原絲的表面性質(zhì)得到有效的改善，可降低 聚丙烯睛原絲毛絲分叉率82%，玻璃化溫度提高22%,碳化時碳原子軸向 結(jié)晶率提高18%,因而能更好地滿足后續(xù)工序的要求，并生產(chǎn)出T300型 高性能碳纖維。通過添加氫電子使纖維氰基斷裂鏈解聚，吸氧固氧形成耐 熱梯形環(huán)結(jié)構(gòu)的時空提前，從而可縮短預(yù)氧時間26%，有利于降低高性能 碳纖維的生產(chǎn)成本。
圖l示出了一種化學(xué)浴池。參照該圖，所述化學(xué)浴是在化學(xué)浴池10 中進(jìn)行，在由多根陶瓷導(dǎo)輥20組成的陶瓷導(dǎo)輥組導(dǎo)引下，牽引聚丙烯睛原 絲通過化學(xué)浴池10內(nèi)的化學(xué)處理液進(jìn)行浸漬。聚丙烯睛原絲的牽伸速率 為2 ~ 3. 5m/min，；曼漬時間為1 ~ 2 min。
實施例1:
化學(xué)處理液的組分(重量份)為聚二曱基硅氧烷1.7 :過硫酸銨
1.1 :太古油2.3 :抗靜電劑pd 1.2 :去離子水100?；瘜W(xué)浴聚丙烯睛原
絲牽伸速率為2. 8m/min,浸漬時間為1.6min。聚丙烯睛原絲毛絲分叉率 降低82%，玻璃化溫度提高22%，碳化時碳原子軸向結(jié)晶率提高18%,縮短 預(yù)氧時間26%。 實施例2:
化學(xué)處理液的組分(重量份)為聚二曱基硅氧烷1.2 :過硫酸銨
o. 7 :太古油i. 2 :抗靜電劑i. 5 :去離子水ioo。化學(xué)浴聚丙烯睛原絲牽
伸速率為3. 5m/min,浸漬時間為1 min。聚丙烯睛原絲毛絲分叉率降低 78%，玻璃化溫度提高19%,碳化時碳原子軸向結(jié)晶率提高15%,縮短預(yù)氧 時間19%。
實施例3:
化學(xué)處理液的組分(重量份)為聚二曱基硅氧烷2. 0 :過硫酸銨
1.5 :太古油3. o :抗靜電劑0.6 :去離子水100?；瘜W(xué)浴聚丙烯睛原絲牽
伸速率為2m/min，浸潰時間為2 min。聚丙烯睛原絲毛絲分叉率降低79%, 玻璃化溫度提高20%,碳化時碳原子軸向結(jié)晶率提高16%，縮短預(yù)氧時間 20。
權(quán)利要求
1.用于生產(chǎn)高性能碳纖維的聚丙烯睛原絲的表面改性方法，包括如下步驟a.配制化學(xué)處理液，化學(xué)處理液的重量份組分為聚二甲基硅氧烷1.2～2.0過硫酸銨0.7～1.5太古油1.2～3.0抗靜電劑PD 0.6～1.5去離子水100；b.用配制好的化學(xué)處理液對聚丙烯睛原絲進(jìn)行化學(xué)浴。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)高性能碳纖維的聚丙烯睛原絲的表 面改性方法，其特征是所述化學(xué)處理液的重量份組分為聚二曱基硅氧烷1.7 :過硫酸銨1.1 :太古油2.3:抗靜電劑PD i. 2 :去離子水100。
3. 如權(quán)利要求l或2所述的用于生產(chǎn)高性能碳纖維的聚丙烯睛原絲 的表面改性方法，其特征是所述化學(xué)浴是在化學(xué)浴池中進(jìn)行，在陶乾導(dǎo)其牽伸速率為2 ~ 3. 5m/min，浸漬時間為1 ~ 2 min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于生產(chǎn)高性能碳纖維的聚丙烯睛原絲的表面改性方法，旨在提供一種能使原絲表面性質(zhì)得到有效的改善、以更好地滿足后續(xù)工序的要求、并生產(chǎn)出T300型高性能碳纖維的聚丙烯睛原絲表面改性方法。該方法包括如下步驟a.配制化學(xué)處理液，化學(xué)處理液的重量份組分為聚二甲基硅氧烷1.2～2.0∶過硫酸銨0.7～1.5∶太古油1.2～3.0∶抗靜電劑PD 0.6～1.5∶去離子水100；b.用配制好的化學(xué)處理液對聚丙烯睛原絲進(jìn)行化學(xué)浴。
文檔編號D01F9/14GK101348953SQ20081004604
公開日2009年1月21日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者瀟 梁, 袁建忠 申請人:四川香江實業(yè)集團(tuán)股份有限公司