一种高性能低成本碳纤维的制备方法与流程

技术特征：
1.一种高性能低成本碳纤维的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：将聚丙烯腈原丝在200～300℃温度范围内预氧化，采用2～3个温区，控制相邻温区纤维的芳构化指数差按0.15～0.30等幅度递增，同时预氧化过程施加5～10m/s的高循环风速，循环气氛采用pm2.5≤100μg/m3的洁净空气，预氧化的总时间≤40min，获得预氧化纤维，预氧化纤维碳化后得到高性能低成本碳纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，预氧化纤维的芳构化指数≤0.6。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚丙烯腈原丝采用干法纺丝、湿法纺丝、干喷湿纺法或静电纺丝制备。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚丙烯腈原丝的强度≥7.0cn/dtex，纤度≤0.75dtex。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，各温区的停留时间相同。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，相邻温区纤维的芳构化指数差为0.17～0.25。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，预氧化过程施加7～8m/s的高循环风速。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，循环气氛采用pm2.5≤50μg/m3的洁净空气。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，预氧化的总时间为30～40min。

技术总结
本发明公开了一种高性能低成本碳纤维的制备方法。所述方法将聚丙烯腈原丝置于干热洁净空气气氛中进行二到三温区的高风速高效预氧化，预氧化时间≤40min，得到密度为1.33～1.36g/cm3的预氧化纤维，预氧化纤维经碳化后得到碳纤维。本发明通过芳构化指数控制预氧化化学反应程度，保证预氧化均匀度的同时缩短预氧化时间，并控制气氛的洁净度，提高纤维的连续性和均匀性，最终得到碳纤维的拉伸强度≥5.6GPa，拉伸强度变异系数≤4.0％。拉伸强度变异系数≤4.0％。


技术研发人员：陈秋飞 王春华 陈肖寒 王晓旭 刘杰
受保护的技术使用者：中复神鹰碳纤维股份有限公司
技术研发日：2022.06.28
技术公布日：2022/8/26