Способ получения углеродного волокна Советский патент 1993 года по МПК D01F9/22 

Изобретение относится к способам получения высокопрочных, высокомодульных углеродных волокон (УВ), в частности на основе волокон из гомо- и сополимеров акри- лонитрила (ПАН-волокон).

Цель изобретения - значительное сокращение продолжительности окисления до 30-40 мин.

Достигается это тем, что используют исходные волокна с содержанием 0,1-1,5 мас.% стабилизатора термоокисли- тельной деструкции, который в данном случае выполняет роль регулятора скоростей протеканию реакций структурирования,

П р и м е р 1 (контрольный). Волокно, полученное на основе сополимера акрилонитрила с метилакрилатом (95:5), окисляют по стандартному режиму: подъем температуры 150-270°С за 6 ч. После карбонизации при 1 ЮО°С полученное УВ имеет прочность 135 кг/мм2.......

П р и м е р 2 (контрольный). ПАН-волок- но окисляют в течение 40 мин при 260°С.

Карбонизованное при 1100°С волокно имеет прочность 52 кг/мм2.

П р и м е р 3. Волокно, полученное на основе ПАН с содержанием 0,3 мас.% 4,4- диоксидифенила (ДОД), окисляют в течение 40 мин при температуре 260°С. Полученное после карбонизации при 1100°С У В имеет прочность 130 кг/мм .

П р и м е р 4. Волокно, полученное на основе сополимера акрилонитрила с метилакрилатом (95:5) с содержанием 0,2 мас% М,М -ди-/3-нафтил-п-фенилендиамина (Диа- фен НН), окисляют в течение 30 мин при подъеме температуры с 250 до 300°С. После карбонизации при 1100°С получают УВ с прочностью 125 кг/мм2.

П р и м е р 5. Волокно, полученное на основе сополимера акрилонитрила с метилакрилатом (95:5) с содержанием 0,4% Диафен НН, окисляют в течение 40 мин при t 260°С. После карбонизации при 1100°С имеет прочность 140 кг/мм2.

Ё

00

(Ј

00

го

П р и м е р б. Волокно, содержащее 0,5 мас.% диоксидифенилоксида, окисляют на воздухе при 260°С в течение 40 мин, затем его карбонизуют в инертной атмосфере при 1800°С в течение 3 мин. Получают углеродное волокно с прочностью 230-270 кг/мм2 и модулем Юнга 25-271-10 3 кгс/мм2. При графитации окисленного волокна (температура 2400°С, инертная атмосфера) получают графитовое волокно с прочностью 220-250 кгс/мм и модулем Юнга 28- 30-103 кгс/мм2.

0

Формула изобретения Способ получения углеродного волокна окислением и карбонизацией исходного волокна на основе гомополимеров и сополимеров акрилонитрила, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса окисления, используют исходное волокно, содержащее стабилизатор термоокислительной деструкции, выбранный из группы 4,4 -диоксидифенил и N.N -ди- / -нафтил-п-фенилендиамин, в количестве 0,1-1,5 мас.%.

Сущность изобретения: окислению подвергают волокно, содержащее 0,1-1,5 мас.% стабилизатора термоокислительной де- струкции-4,4 -диоксидифенила или N.N -ди- /3-нафтил-п-фенилендиамина. Затем волокно карбонизуют,