br>[0024]所得原絲的纖度為1.21dtex，單絲強(qiáng)度為6.5cN/dtex，原絲密度為1.178。
[0025]【實(shí)施例2】
[0026]1、原液制備:將經(jīng)蒸餾的丙烯腈(AN)、衣康酸(IA)按比例97:3、固含量20%，偶氮二異丁腈(AIBN)占共聚單體的0.4wt%，以二甲基亞砜(DMSO)為溶劑加入到反應(yīng)器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在38°C的恒定溫度下反應(yīng)20小時，得到二元丙烯腈共聚物紡絲液。然后紡絲液經(jīng)減壓脫除殘余單體和氣泡后，經(jīng)過5 μ m過濾材料的過濾，所用的過濾組件，先潤濕過濾器，二甲基亞砜溶劑占過濾器的體積40 %，過濾器溫度控制在60°C，過濾器抽真空的真空度在_45KPa (表壓)，控制計(jì)量栗轉(zhuǎn)速，使原液上升速度在30mm/min，底部閥門出料時間控制在20min，頂部閥門出料時間控制在30min，鵝頸管與水平面夾角在50°，鵝頸管流出時間控制在60min，得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液。其余步驟按照實(shí)施例1。
[0027]所得原絲的纖度為1.21dtex，單絲強(qiáng)度為6.7cN/dtex，原絲密度為1.180。
[0028]【實(shí)施例3】
[0029]U1、原液制備:將經(jīng)蒸餾的丙烯腈(AN)、衣康酸(IA)按比例97:3、固含量20%，偶氮二異丁腈(AIBN)占共聚單體的0.4wt%，以二甲基亞砜(DMSO)為溶劑加入到反應(yīng)器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在38°C的恒定溫度下反應(yīng)20小時，得到二元丙烯腈共聚物紡絲液。然后紡絲液經(jīng)減壓脫除殘余單體和氣泡后，經(jīng)過5 μ m過濾材料的過濾，所用的過濾組件，先潤濕過濾器，二甲基亞砜溶劑占過濾器的體積40 %，過濾器溫度控制在60°C，過濾器抽真空的真空度在_45KPa(表壓)，控制計(jì)量栗轉(zhuǎn)速，使原液上升速度在22mm/min，底部閥門出料時間控制在12min，頂部閥門出料時間控制在32min，鵝頸管與水平面夾角在50°，鵝頸管流出時間控制在62min，得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液。
[0030]其余步驟按照實(shí)施例1。
[0031]所得原絲的纖度為1.21dtex，單絲強(qiáng)度為6.8cN/dtex，原絲密度為1.183。
[0032]【實(shí)施例4】
[0033]U1、原液制備:將經(jīng)蒸餾的丙烯腈(AN)、衣康酸(IA)按比例97:3、固含量20%，偶氮二異丁腈(AIBN)占共聚單體的0.4wt%，以二甲基亞砜(DMSO)為溶劑加入到反應(yīng)器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在38°C的恒定溫度下反應(yīng)20小時，得到二元丙烯腈共聚物紡絲液。然后紡絲液經(jīng)減壓脫除殘余單體和氣泡后，經(jīng)過5 μ m過濾材料的過濾，所用的過濾組件，先潤濕過濾器，二甲基亞砜溶劑占過濾器的體積40 %，過濾器溫度控制在60°C，過濾器抽真空的真空度在_45KPa(表壓)，控制計(jì)量栗轉(zhuǎn)速，使原液上升速度在28mm/min，底部閥門出料時間控制在18min，頂部閥門出料時間控制在30min，鵝頸管與水平面夾角在50°，鵝頸管流出時間控制在55min，得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液。
[0034]其余步驟按照實(shí)施例1。
[0035]所得原絲的纖度為1.21dtex，單絲強(qiáng)度為6.9cN/dtex，原絲密度為1.183。
[0036]【比較例I】
[0037]1、將經(jīng)蒸餾的丙烯腈(AN)、衣康酸(IA)按比例97:3、固含量20%，偶氮二異丁腈(AIBN)占共聚單體的0.4wt%，以二甲基亞砜(DMSO)為溶劑加入到反應(yīng)器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在38°C的恒定溫度下反應(yīng)20小時，得到二元丙烯腈共聚物紡絲液。然后紡絲液經(jīng)減壓脫除殘余單體和氣泡后，經(jīng)過一般過濾組件，精度為5 μ m過濾材料過濾。
[0038]2、凝固成型:通過噴絲頭擠出后進(jìn)入第I道凝固浴，凝固浴溫度20°C，濃度為50 %，牽伸比為-30 %，第2道凝固浴為40°C，濃度為40 %，牽伸比為100 %，第3道凝固浴為60 °C，濃度為30%，牽伸比為105%，得到初生纖維。
[0039]3、牽伸及水洗:初生纖維通過3道凝固后，進(jìn)行熱水3道牽伸，3道熱水牽伸溫度分別為70°C、80°C和90°C，牽伸倍數(shù)分別為1.6、1.6和1.8。經(jīng)過3道熱水牽伸后，絲條進(jìn)行9道水洗，采用階梯升溫的方式，1-3道水洗溫度為50°C，4-6道水洗溫度為60°C，7-9道水洗溫度為70°C，水洗階段不進(jìn)行牽伸。
[0040]4、上油及干燥致密化:將步驟3得到的纖維進(jìn)行I道上油后進(jìn)行干燥致密化，溫度為85°C，隨后再進(jìn)行一次上油，上油后，進(jìn)行第2道干燥致密化，干燥致密化的溫度為125Γ。
[0041]5、蒸汽牽伸:將步驟4得到的纖維進(jìn)行蒸汽牽伸，蒸汽牽伸的壓力為0.4Mpa，牽伸比為2倍。
[0042]6、蒸汽熱定型及收絲:將步驟5得到的纖維進(jìn)行蒸汽熱定型后收絲，得到高性能碳纖維原絲，蒸汽熱定型的壓力為0.2Mpa。紡絲過程不穩(wěn)定，毛絲多，所得原絲的纖度為
1.21dtex，單絲強(qiáng)度為4.2cN/dtex，原絲密度為1.171。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚丙烯腈基原絲的制備方法，包括以下步驟: (1)原液制備:將溶劑二甲基亞砜、第一單體丙烯腈、第二單體衣康酸和引發(fā)劑偶氮二異丁腈聚合得到紡絲原液，原液經(jīng)減壓脫除殘余單體和氣泡后，經(jīng)過過濾得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液； (2)噴絲擠出及凝固成型:紡絲原液經(jīng)過計(jì)量栗計(jì)量、通過過濾組件后，噴絲擠出；然后經(jīng)凝固成型，得到初生纖維； (3)將所述初生纖維經(jīng)過牽伸及水洗、上油及干燥致密化、蒸汽牽伸、熱定型及收絲得到高性能聚丙烯腈基碳纖維原絲； 其中，所述過濾組件包括:計(jì)量栗、頂部放空閥、鵝頸管、噴頭、鵝頸管支座及附件、過濾器和排料閥；所述過濾組件操作步驟包括:a.將有二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的至少一種溶劑加入至過濾器中；b.關(guān)閉過濾器放空閥和排料閥，將鵝頸管噴頭用盲法蘭密封；c.過濾器抽真空；d.計(jì)量栗緩慢向過濾器注入紡絲原液；e.過濾器壓力為正壓時，打開底部排料閥，排除底部氣泡；f.打開過濾器頂部排放閥，排除頂部氣泡；g.調(diào)整鵝頸管進(jìn)口管道角度，打開盲法蘭，原液從鵝頸管流出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈基原絲的制備方法，其特征在于所用的過濾組件中的溶劑為二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的至少一種溶劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈基原絲的制備方法，其特征在于必須先潤濕過濾器，溶劑占過濾器的體積< 80%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈基原絲的制備方法，其特征在于過濾器溫度控制在O0C -80。。。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈基原絲的制備方法，其特征在于過濾器抽真空的真空度在-1OOKPa-OKPa (表壓)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈基原絲的制備方法，其特征在于所述紡絲原液的注入速度為l-100mm/min。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈基原絲的制備方法，其特征在于底部閥門出料時間控制在0_60min。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈基原絲的制備方法，其特征在于頂部閥門出料時間控制在0-120min。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈基原絲的制備方法，其特征在于鵝頸管與水平面夾角在0-90。ο10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯腈基原絲的制備方法，其特征在于鵝頸管流出時間控制在0_180min。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚丙烯腈基原絲的制備方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中通過過濾器所噴出的料氣泡排除不盡，可紡性差，斷絲率高，紡絲所得的碳纖維原絲強(qiáng)度低，性能不穩(wěn)定的問題。通過采用包括以下步驟：將溶劑二甲基亞砜、第一單體丙烯腈、第二單體衣康酸和引發(fā)劑偶氮二異丁腈聚合得到紡絲原液，原液經(jīng)減壓脫除殘余單體和氣泡后，經(jīng)過過濾得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液；經(jīng)噴絲擠出及凝固成型，得到初生纖維；將所述初生纖維經(jīng)過牽伸及水洗、上油及干燥致密化、蒸汽牽伸、熱定型及收絲得到高性能聚丙烯腈基碳纖維原絲的技術(shù)方案較好的解決了該問題，可用于的碳纖維原絲的工業(yè)生產(chǎn)中。
【IPC分類】D01D1/02, D01F6/38, C08F220/46, D01D5/06, D01F9/22
【公開號】CN105671668
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張靜, 沈志剛, 屠曉萍, 肖士潔
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2014年11月20日