申请/专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所

申请日：2022-04-18

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN114687010B

主分类号：D01F9/22

分类号：D01F9/22;C08F220/46;C08F222/02;D01D5/06;D01D5/14;D01D10/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2022.07.19#实质审查的生效;2022.07.01#公开

摘要：本发明涉及碳纤维制备技术领域，公开一种高强高模高延伸碳纤维及其制备方法。包括步骤：步骤1，将丙烯腈和共聚单体溶液聚合得到纺丝原液；步骤2，采用湿法纺丝，将纺丝原液经凝固、水洗、热水牵伸、上油、干燥后，再经蒸汽牵伸和热定型得到沸水收缩率为5.0‑6.8％、断裂伸长率为9.5‑11.0％、拉伸强度为4.7‑5.9cNdtex的前驱体纤维；步骤3，将前驱体纤维经预氧化、低温碳化、高温碳化和超高温石墨化制备得到拉伸强度≥5.00GPa、拉伸模量≥540GPa、断裂伸长率≥0.90％的碳纤维，综合性能非常优异。

主权项：1.一种高强高模高延伸碳纤维的制备方法，其特征在于，包括步骤：步骤1，将丙烯腈和共聚单体溶液聚合得到纺丝原液；步骤2，采用湿法纺丝，将纺丝原液经凝固、水洗、热水牵伸、上油、干燥后，再经蒸汽牵伸和热定型得到前驱体纤维；所述凝固温度为40-85℃；所述水洗温度为60-90℃；所述干燥温度120-180℃；所述热水牵伸的牵伸倍率为1.0-2.0倍；所述蒸汽牵伸温度为110-150℃，牵伸倍率为1.5-2.4倍；步骤3，将前驱体纤维经预氧化、低温碳化、高温碳化和超高温石墨化制备得到所述高强高模高延伸碳纤维；所述预氧化过程采用六温区梯度升温处理，温度区间180-260℃；低温碳化采用五温区梯度升温处理，温度区间300-800℃；高温碳化采用三温区梯度升温处理，温度区间1000-1500℃；超高温石墨化单温区热处理，温度为2700-2800℃；所述前驱体纤维的沸水收缩率为5.0-6.8％、断裂伸长率为9.5-11.0％、拉伸强度为4.7-5.9cNdtex；所述高强高模高延伸碳纤维拉伸强度≥5.00GPa、拉伸模量≥540GPa、断裂伸长率≥0.90％。

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