Способ получения углеродной ткани Советский патент 1978 года по МПК D01F9/16 C01B31/04 

(54) СПСЮОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОЙ ТКАНИ структуры ворса и прочности углерооной ткани. Это постигается тем, что ткань на осно ве вискозного волокна пропитывают раствором катализатора, сушат пропитанную ткан подвергают термообработке (карбонизации И графитации) и аатем проиэвопяг ворсова ние поверхности термообработанной (графитированной) ткани. Ворсование поверхности ткани после ее термообработки до конечной температуры (графитации) позволяет значительно сократить время ее сушки после пропитки катализатором, так как ткани с гладкой поверх ностью высыхают в 1,,0 раза быстрее аналогичных тканей с ворсом. Кроме того, в предлагаемом способе выполненный ворс не подвергается никаким враоным воздействиям до начала эксплуатации ткани, не деформируется и не полегает, Вйиду болЬшого модуля упругости углеродных волокон по сравнению с модулем вискозного волокна, ворс имеет больший угол подъема, более равномерную структуру и высоту. В предлагаемом способе вьюокотемпера турную обработку ткани, включая графитацию, можно осуществлять по непрерывной схеме с прямым пропускавием тока вдоль ткани, что в 1О-2О раз увеличивает производительность процесса. Полученные по предлагаемому способу ткани не ухудшают своей разрывной прочности после ворсования в такой мере, как полученные по азвестноког способу. В отдельньк случаях разрывная прочность угле родной ткани по основе после ворсовании поверхности даже возрастает, что можно объяснить уменьшением извитости основы при разрыхлении утка и снятии внутренних напряжений. Для получения углеродной ткавн в условиях предлагаемого способа применимы любые, используемые в технике катализаторы, например,(КНч)2НРО, CNHi,)H2PQ4 а также их смеси. Из состава катализаторов, кроме КНцС, наиболее эффективной является смесь (КНц)2НРО|, $NH2)2COr .ТДе компоненты взя ты в соотнсшении 4:1. Опытную проверку прошли водные раств ры катализаторов, хотя можно использоват в качестве растворителей ацетон, этиловый спирт, эфиры. Наилучший эффект достигается при введении катализаторов из насьпиенных при нормальной температуре растворов, хотя возможно получение ткани и при пропитке ее растворами с концентрацией 25-200 г/л. Эффект присутствия катализаторов проявляется при привесах соли после сушки от 0,5-1,0 вес. %. Однако технологически оправданным является введение в ткань избытка катализатора. Наилучшие резулыгаты при термообработке ткани дЬстигаются в предлагаемом способе при привесах каталич затора 20-35 %. Пример. Вискозную ткань саржевого переплетения, изготовленную по основе из кордных нитей № 5,45, а по утку из штапельных нитей 40/2, пропитывают при 2О С в насьпденном растворе химически чистого хлористого аммония в дистиллированной воде нёпрерывн ь1м .протягиванием ткани через ванну с раствором. Время йребывания ткани в ванна 10 мин. После свободного стекания раствора с вертикально перемешаемой ткани она высушивается в сушилке непрерывного действия при температуре 140 i20 С. Сушильным агентом служит нагретый в электрокалорифере воздух. Время, необходимое для вьюушивания до влажности не белее 6 вес, %, составляет 30 мин. Пропитанную хлористым аммонием ткань после сушки подвергают термообработке (карбонизации и графитации) обшей продолжительностью около 2 мин до температуры 2600 С в печи непрерывного действия с щелевым нагревателем. Термообработка ткани различна, В одном случае нагрев ткани проводят в среде азота со скоростью 1300-15ОО град/мин, до конечной температуры. Полученная ткань имеет некоторый сажистый налет на поверхности. Во втором случае нагрев ткани до температуры ЗрО°С осуществляют на воздухе в течение О,8-1,О мин, после чего нагревают до 2600°С в среде азота. Скорость нагрева на воздухе составляет 29О32Оград/мин, в азоте -2500-26ООград/мин. Полученная ткань имеет чистую поверхность серебристого цвета , Графитированную ткань помещают на. питающий барабан и закрепляют протяжном механизме, В процессе перемотB ткани к ее верхней поверхности подводят врашаюшиеся цилиндрические шетки. корость вращения щетки составляет 5 об/сек. Скорость перемещения ткани тносительно шетки равна 25 м/час. После рохождения щетки на поверхности ткани олучается воре длиной 3 кш, а прочность олоски ткани шириной 5 см до ворсова- ия и после ворсования составляет 6,6 кг 6,05 кг соответственно.

При обработке на том же оборудовании такой же ткани с преовартгельно вьтолненным ворсом время, необходимое для вьюу- шиванря пропитанной ткани до содержания влаги 6 вес. %, составляет 6О-7О мин,

После графитации ворс имеет извитую структуру, длина ворса колеблется от 0,5 до 5 мм при наличии участков плотного прилегания с-го к основе. Прочность полоски ткани шириной 5 см после графитации соетавляет 2,7-3,8 кг.

Характеристики

Известный способ

Время- сушки пропитанной

6О-70 мин катализатором ткани

Прочность полоски ткани шириной 5 мм ( с ворсом) после графитации

2,7-3,8 кг

Состав ворса

Извитый, разной длины, с участками плотного прилегания к основе

Общее время процесса

9,5-13,5 час

Формула изобретения

Способ получения углеродной ткани из ткани на основе вискозного волокна, включающий ворсование поверхности ткани, пропитку ткани раствором катализатора, сушку

В таблице представлены сравнительные данные, характеризующие известный и предлагаемый способы.

Как видно из таблицы предлагаемый способ получения углеродной ткани с ворсованной поверхностью позволяет более чем в два раза сократить время ее изготовления и улучшить качество. Ворсование ткани может быть выполнено и при более низких конечных температ фах обработки ткани.

Настоящий способ

ЗО мин

6,05 кг

Прямой, равной длины, раномерного распределения

40-5О мин

- V

пропитанной ткани и последующую термообработку, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, повыщения равномерности структуры ворса и прочности углеродной ткани, ворсование производят после термообработки.