專利名稱：用于生產高性能碳纖維的聚丙烯睛原絲的表面改性方法
技術領域：
本發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
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：
T300型高性能碳纖維的生產工藝、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"高技術產業發展規劃。聚丙 烯睛原絲(PAN)質量滯后是我國碳纖維質量低、行業發展緩慢緩慢的主 要原因。低級PAN原絲因不具備均質化、致密化、高純化、細晶化和細旦 化等綜合技術指標，在預氧化處理工藝中會出現毛絲分叉、熔融粘連并絲、 局部畜熱自燃等工藝缺陷，造成生產中途停機或氧化工序混亂，原絲結構 皮芯分化，最終導致碳纖維產品抗拉強度、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降低。因此，在進行預氧化處理工藝前， 應對聚丙烯睛原絲進行表面改性處理。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種用于生產高性能碳纖維的聚 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 得到有效的改善，使其能更好地滿足后續工序的要求，并生產出T300型 高性能碳纖維。
本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是本發明用于生產高性 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. 配制化學處理液，化學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. 用配制好的化學處理液對聚丙烯睛原絲進行化學浴。 本發明的有益效果是，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晶率提高18%，因而能更好地滿足后續工序的 要求，并生產出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結構的時空提前，從而可縮短預氧時間 26%,有利于降低高性能碳纖維的生產成本。


圖1是本發明所采用化學浴池的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合實施例和附圖對本發明作進 一 步的說明。
本發明用于生產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. 配制化學處理液，化學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. 用配制好的化學處理液對聚丙烯睛原絲進行化學浴。
該方法能有效地使聚丙烯睛原絲的表面性質得到有效的改善，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 結晶率提高18%,因而能更好地滿足后續工序的要求，并生產出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 熱梯形環結構的時空提前，從而可縮短預氧時間26%，有利于降低高性能 碳纖維的生產成本。
圖l示出了一種化學浴池。參照該圖，所述化學浴是在化學浴池10 中進行，在由多根陶瓷導輥20組成的陶瓷導輥組導引下，牽引聚丙烯睛原 絲通過化學浴池10內的化學處理液進行浸漬。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。化學浴聚丙烯睛原
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晶率提高18%,縮短 預氧時間26%。 實施例2:
化學處理液的組分(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?；瘜W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晶率提高15%,縮短預氧 時間19%。
實施例3:
化學處理液的組分(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。化學浴聚丙烯睛原絲牽
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晶率提高16%，縮短預氧時間 20。
權利要求
1.用于生產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.配制化學處理液，化學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.用配制好的化學處理液對聚丙烯睛原絲進行化學浴。
2. 如權利要求1所述的用于生產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. 如權利要求l或2所述的用于生產高性能碳纖維的聚丙烯睛原絲 的表面改性方法，其特征是所述化學浴是在化學浴池中進行，在陶乾導其牽伸速率為2 ~ 3. 5m/min，浸漬時間為1 ~ 2 min。
全文摘要
本發明公開了一種用于生產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得到有效的改善、以更好地滿足后續工序的要求、并生產出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.配制化學處理液，化學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.用配制好的化學處理液對聚丙烯睛原絲進行化學浴。
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 優先權日2008年9月12日
發明者瀟 梁, 袁建忠 申請人:四川香江實業集團股份有限公司