高模量碳纤维的制备方法与流程

1.本发明涉及一种高模量碳纤维的制备方法，更具体的说，本发明涉及一种聚丙烯腈基高模量碳纤维的制备方法。


背景技术：

2.碳纤维是一种各向异性、可设计自由度大、深加工性能好、减振性能优异的低密度材料，同时还具有优异的振动衰减性、热膨胀系数小、环境骤变适应性强、导电导热性能好等优点应用于国民经济各个领域。碳纤维按其原料可分为聚丙烯腈基、沥青基和黏胶基三种，其中聚丙烯腈基碳纤维因其原料利于获得、纤维综合力学性能优异等成为碳纤维的主要组成。
3.高模量碳纤维通常是指模量在350gpa以上，拉伸强度比传统高强碳纤维略低的碳纤维(高强型碳纤维的强度3.0-5.0gpa)。聚丙烯腈基碳纤维的制备过程包括原液制备、原丝制备和氧化碳化三个主要过程，上述三个主要过程又分别包括了多个步骤。高模量碳纤维的制备工艺通常是将经高温处理后碳纤维进一步进行高温处理(又称石墨化处理)后获得。经过石墨化处理后的高强度高模量碳纤维其碳含量可达到99％以上，断裂延伸率较未经石墨化处理后明显下降，通常在0.9％以下，模量越高其断裂延伸率越低。
4.高模碳纤维较低的断裂延伸率使其在经石墨化炉处理后的驱动罗拉上易产生微小断裂，导致部分纤维缠绕在罗拉上；碳纤维制备过程中不可避免会产生部分弱丝，这些弱丝在石墨化处理过程中易被石墨化炉中的气流吹散，从石墨化炉中出来后易被驱动罗拉吸附，容易形成毛丝，造成纤维缠绕驱动罗拉。在清理石墨化纤维驱动罗拉上的绕丝时，会导致石墨化微小纤维漂浮到操作空间内，石墨化纤维优异的导电性致使风机等用电设备短路而影响生产。在高模量碳纤维生产过程中，一方面需要严格控制罗拉上纤维的缠绕的可能性，另一方面要避免微小石墨纤维在生产车间的漂浮。
5.专利jp1994108317a、jp1996325852a公布了高模量碳纤维的制备方法，但存在微小石墨纤维向环境外扩散导致电气故障的可能、更未提出如何减少清理驱动罗拉次数技术方案。存在明显不足。
6.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

7.本发明主要解决的技术问题是现有技术中石墨化处理后低断裂延伸率、毛丝引起的丝束易缠绕驱动罗拉，以及清理驱动罗拉上的石墨化纤维绕丝时，高模量碳纤维向操作空间的漂浮引起的设备短路等故障的问题。提供一种高模量碳纤维的制备方法，具有石墨化纤维不易缠绕驱动罗拉、降低设备故障的特点。
8.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种高模量碳纤维的制备方法，包括石墨化高温处理的步骤；其中，石墨化处理后的牵伸罗拉直径为丝束宽度的40-100倍，罗拉驱动放置于隔离罩内，隔离罩两侧留有丝束进出口，隔离罩内空气湿度50-95％，隔
离罩内温度比室温高2-5℃。
9.上述技术方案中，所述“室温”指的是环境温度，如本领域技术人员熟知的操作车间或生产车间的环境温度。
10.上述技术方案中，优选方案为：所述隔离罩内设置循环风机和空气过滤器，空气循环次数大于每小时10次。
11.上述技术方案中，进一步优选方案为：所述隔离罩内空气湿度60-85％，隔离罩内空气循环次数小于等于每小时50次。
12.上述技术方案中，进一步更优选方案为：所述空气过滤器的过滤精度5-10微米。
13.上述技术方案中，优选方案为：所述隔离罩内设有温度湿度传感器，位于丝束进口侧。
14.上述技术方案中，优选方案为：所述丝束运行周围风速小于等于丝束运行线速度。
15.上述技术方案中，优选方案为：所述纤维单束根数1000-12000。
16.上述技术方案中，优选方案为：所述石墨化处理温度2200-2800℃。
17.上述技术方案中，优选方案为：所述制造方法还包括预氧化处理、低温碳化处理、高温碳化处理、石墨化高温处理、电化学处理、水洗、上浆和干燥的步骤，得到所述高模量碳纤维。
18.上述技术方案中，进一步优选方案为：所述预氧化处理中采用4温区阶梯升温，温度200-270℃，总牵伸比1.06-1.1倍。
19.上述技术方案中，进一步优选方案为：所述低温碳化处理温度400-800℃，总牵伸比1.04-1.08倍。
20.上述技术方案中，优选方案为：所述碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维。
21.本发明中通过控制驱动罗拉直径避免高碳碳纤维在卷曲过程中因曲率半径变化过大导致的纤维轴向拉伸，减少纤维在驱动罗拉上发生断裂的可能性。同时，本专利采用设置隔离罩的方式，将驱动罗拉与外部环境隔离，控制隔离罩内的温度和湿度，避免温度改变引起的热应力改变，较高的温度使外部空气向隔离罩内流动，可减少处理石墨化纤维毛丝时，微小断丝向周围的流动。控制隔离罩内的空气湿度，既能使空气中的水分子利于与空气中悬浮的微小断丝结合，加速断丝下沉；又能降低丝束与罗拉的摩擦，降低绕丝可能性。通过设置循环风机和过滤器，对隔离罩内的空气进行过滤，降低悬浮的高模碳纤维。
22.采用本发明的技术方案可有效减少丝束缠绕驱动罗拉和降低设备故障，取得了的技术效果。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
24.实施例与对比例中采用的原料，如果没有特别限定，那么均是现有技术公开的，例如可直接购买获得或者根据现有技术公开的制备方法制得。
25.【实施例1】
26.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量
比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
27.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
28.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度40倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度50％，温度较环境温度高5℃，罩内设置循环风机的循环次数为10次/小时和空气过滤器过滤精度5μm，丝束运行周围风速与丝束运行速度相同。每日清理驱动罗拉的次数为10次，三个月无石墨化纤维引起的电器短路发生。
29.【实施例2】
30.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
31.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
32.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度50倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度95％，温度较环境温度高2℃，罩内设置循环风机的循环次数为20次/小时和空气过滤器过滤精度5μm，丝束运行周围风速与丝束运行速度相同。每日清理驱动罗拉的次数为8次，三个月无石墨化纤维引起的电器短路发生。
33.【实施例3】
34.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
35.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
36.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度100倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度60％，温度较环境温度高3℃，罩内设置循环风机的循环次数为10次/小时和空气过滤器过滤精度5μm，丝束运行周围风速与丝束运行速度相同。每日清理驱动罗拉的次数为12次，三个月无石墨化纤维引起的电器短路发生。
37.【实施例4】
38.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量
比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
39.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
40.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度60倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度80％，温度较环境温度高4℃，罩内设置循环风机的循环次数为35次/小时和空气过滤器过滤精度5μm，丝束运行周围风速为丝束运行速度的一半。每日清理驱动罗拉的次数为9次，三个月无石墨化纤维引起的电器短路发生。
41.【实施例5】
42.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
43.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
44.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度40倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度95％，温度较环境温度高2℃，罩内设置循环风机的循环次数为10次/小时和空气过滤器过滤精度5μm，丝束运行周围风速与丝束运行速度相同。每日清理驱动罗拉的次数为11次，三个月无石墨化纤维引起的电器短路发生。
45.【实施例6】
46.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
47.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
48.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度100倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度95％，温度较环境温度高5℃，罩内设置循环风机的循环次数为50次/小时和空气过滤器过滤精度5μm，丝束运行周围风速与丝束运行速度相同。每日清理驱动罗拉的次数为11次，三个月无石墨化纤维引起的电器短路发生。
49.【实施例7】
50.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量
比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
51.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
52.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度50倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度95％，温度较环境温度高2℃，罩内设置循环风机的循环次数为20次/小时和空气过滤器过滤精度10μm，丝束运行周围风速与丝束运行速度相同。每日清理驱动罗拉的次数为9次，三个月无石墨化纤维引起的电器短路发生。
53.【实施例8】
54.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
55.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
56.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度60倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度80％，温度较环境温度高4℃，罩内设置循环风机的循环次数为35次/小时和空气过滤器过滤精度5μm，丝束运行周围风速与丝束运行速度相同。每日清理驱动罗拉的次数为10次，三个月无石墨化纤维引起的电器短路发生。
57.【对比例1】
58.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
59.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
60.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉为丝束宽度30倍，不设置隔离罩，每日清理驱动罗拉的次数为27次，三个月因石墨化纤维引起的电器短路发生2次。
61.【对比例2】
62.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
63.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
64.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度30倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度50％，温度较环境温度高2℃，罩内设置循环风机的循环次数为10次/小时和空气过滤器过滤精度5μm，丝束运行周围风速与丝束运行速度相同。每日清理驱动罗拉的次数为18次，三个月因石墨化纤维引起的电器短路发生1次。
65.【对比例3】
66.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
67.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
68.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度40倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度80％，温度较环境温度相同，罩内设置循环风机的循环次数为10次/小时和空气过滤器过滤精度5μm，丝束运行周围风速与丝束运行速度相同。每日清理驱动罗拉的次数为18次，三个月因石墨化纤维引起的电器短路发生2次。
69.【对比例4】
70.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
71.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
72.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度50倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度60％，温度较环境温度高8℃，罩内设置循环风机的循环次数为20次/小时和空气过滤器过滤精度5μm，丝束运行周围风速与丝束运行速度相同。每日清理驱动罗拉的次数为16次，三个月因石墨化纤维引起的电器短路发生1次。
73.【对比例5】
74.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
75.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
76.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度60倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度80％，温度较环境温度高4℃，罩内设置循环风机的循环次数为35次/小时，不设置空气过滤，丝束运行周围风速与丝束运行速度相同。每日清理驱动罗拉的次数为14次，三个月因石墨化纤维引起的电器短路发生1次。
77.【对比例6】
78.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合反应时间为20小时。聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液，供纺前纺丝原液特性粘数1.8，纺丝原液固含量19％。
79.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
80.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度50倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度95％，温度较环境温度高2℃，罩内设置循环风机的循环次数为20次/小时和空气过滤器过滤精度5μm，丝束运行周围风速为丝束运行速度的两倍。每日清理驱动罗拉的次数为11次，三个月无因石墨化纤维引起的电器短路。
81.【对比例7】
82.1.纺丝原液制备：采用溶液聚合反应，在二甲基亚砜中加入丙烯腈和衣康酸(重量比为99.4:0.6)，以偶氮二异丁腈为引发剂，聚合结束后进行脱单和脱泡，获得纺丝原液。
83.2.原丝制备：纺丝原液经计量泵精确计量、再次过滤后，采用湿法纺丝，喷丝孔数6000，后续进行两级凝固牵伸，获得凝固纤维；采用3级热水牵伸，将凝固纤维进一步细旦化；纤维依次经过水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸和蒸汽热定型后得到高强高模碳纤维原丝。
84.3.高强高模碳纤维制备：将原丝在200-280℃温度下进行多级预氧化处理，获得预氧化纤维；然后将预氧化纤维在300-750℃进行低温碳化；随后在800-1500℃进行高温碳化，牵伸比为0.98；在2700℃下进行石墨化处理。石墨化处理后牵伸罗拉直径为丝束宽度30倍，将罗拉驱动放置于隔离罩内湿度50％，温度较环境温度高2℃，罩内设置循环风机的循环次数为10次/小时和空气过滤器过滤精度5μm，丝束运行周围风速与丝束运行速度相同。每日清理驱动罗拉的次数为18次，三个月因石墨化纤维引起的电器短路发生1次。