Способ получения углеродных тканей Советский патент 1993 года по МПК D01F9/22 

Изобретение относится к получению высокопрочных углеродных материалов на основе волокон из полимеров и сополимеров акрилонитрила, а также к получению углеродных тканей различных видов, имеющих примерно равную прочность нитей в основе и утке.

Целью данного изобретения является получение углеродной ткани, обладающей высокой и изотропной прочностью по основе и утку.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения углеродных тканей на основе полиакрилонитрильных волокон путем окисления при температуре 170-250°С в течение 4-6 ч и карбонизации до температуры 1500-1800°С при натяжении основы или утка ткани, основу или уток, непбдвер- /ающийся натяжению Б процессе окисления и карбонизации, предварительно окисляют на воздухе под натяжением при температуре 170-250°С в течение 2-4 ч.

Пример 1. Ткань полотняного переплетения из полиакрилонитрильного волокна, имеющую в основе нити толщиной 125 текс с прочностью 40-45 ркм. подвергают

окислению в аппарате непрерывного действия. Время окисления 6 ч. Температура входной зоны печи 170°С, выходной - 270°С. Нити основы в процессе окисления вытягивают на 10%..После окисления прочность окисленного волокна из ткани в основе составляет 15 ркм приудлинении 2-2,5%, в утке - 8 ркм при удлинении 4-5%. Карбонизация окисленного материала осуществляется в проходном аппарате при температуре 1500°С. Усадка нитей основы в процессе карбонизации 3-7%. После карбонизации прочность углеродного волокна в нитях основы составляет 180 кг/мм , в нитях утка -.40 кг/мм2.

Пример 2. Обработке по приведенному в примере 1 режиму подвергают ткань, состоящую из полиакрилонитрильных нитей основы толщиной 125 текс и полиакрилонитрильных нитей, предварительно обработанных на воздухе на жестком каркасе. Предварительную обработку волокна осуществляют по следующему режиму: 2 ч при 180°С и 2 ч при 220°С. Обработанное таким образом волокно имело прочность 26 ркм при удлинении 3,5%. Содержание кисЁ

00

со ел

СА) 00

порода в волокне составляло 3,8%. После карбонизации прочность нитей из основы составляла 180 кг/мм , прочность нитей утка - 140 кг/мм .

П р и м е р 3. Ткань, что и в примере 2, подвергают термообработке по режиму, приведенному в рримере .1. Но предварительное окисление уточной нити проводят в течение 2 ч на жестком каркасе при равномерном подъеме температуры от 170 до 250°С. Содержание кислорода в уточной нити после предокисления составляло 8%. Нить имела прочность уточной 23 ркм при удлинении 3,6%. Прочность волокна в утке после термической обработки ткани составляла 140 кг/мм2.

П р и м е р 4. Ткань на основе полиак- рилонитрила готовят и окисляют так же. как и в примерах 1,2,3. Однако, карбонизацию волокна проводят при температуре 1500°С (время 3 мин). При этом прочность нитей основы составляют 259 кг/мм2 и утка 200 кг/мм.

0

5

0

Пример 5. Ткань на основе полиак- рилонитрила готовят и окисляют так же, как и в примерах 1-3. Карбонизацию окисленного материала проводят при температуре 1800°С (время 1,33 мин). При этом прочность нитей основы составляет 260 кг/мм2 и нитей утка 205 кг/мм2.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ получения углеродных тканей на основе полиакрилонитрильных волокон путем окисления при 170-250°С в течение 4-6 ч и карбонизации до 1500-1800°С при натяжении основы или утка ткани, отличающийся тем, что0, с целью получения углеродной ткани, обладающей высокой и изотропной прочностью по основе и утку, основу или уток, неподвергающийся натяжению в процессе окисления и карбонизации,предварительно окисляют на воздухе под натяжением при 170- 250°С в течение 2-4 ч.

Сущность изобретения: способ получения углеродных тканей на основе прлйакри- лонитрильных волокон включает окисление при 170-250°С в течение 4-6 ч и карбонизацию до 1500-1800°С при натяжении основы или утка ткани. Основу или уток, неподвергающийся натяжению в процессе окисления и карбонизации, предварительно окисляют на воздухе под натяжением при 170-250°С в течение 2-4 ч.