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公开(公告)号：CN116657283A
公开(公告)日：2023-08-29
申请号：CN202310380667.8
申请日：2023-04-11
Applicant: 北京化工大学
Abstract: 本发明公开了一种复合碳纤维及其制备方法，该方法包括：(1)提供喷头，所述喷头包括内通道和外通道，所述外通道环绕所述内通道的外围设置，将聚丙烯腈溶液通入所述外通道，将包括聚丙烯腈和中间相沥青的混合液通入所述内通道进行纺丝，得到芯层包括聚丙烯腈和中间相沥青，皮层包括聚丙烯腈的初生纤维；(2)将所述初生纤维依次进行沸水牵伸、水洗、上油、干燥致密化和蒸汽牵伸，得到具有皮芯结构的前驱体纤维；(3)将所述前驱体纤维依次进行预氧化、碳化和石墨化，得到复合碳纤维。采用该方法可以制备得到径向石墨化差异小的复合碳纤维，并且在较低石墨化温度下该复合碳纤维同时具有优异的拉伸强度和拉伸模量。
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公开(公告)号：CN116465891A
公开(公告)日：2023-07-21
申请号：CN202310449064.9
申请日：2023-04-24
Applicant: 北京化工大学
IPC: G01N21/84
Abstract: 本发明公开了一种测试聚丙烯腈纤维径向致密性和均匀性的方法，包括：(1)获取聚丙烯腈纤维径向切片样品；(2)利用光学显微镜获得所述切片样品的光学图像；(3)利用Image Pro软件打开所述光学图像，沿着每个切片截面直径方向等分为n个相切圆，通过所述Image Pro软件获取每个相切圆各位置的灰度值Gi，空白处的灰度值作为背景灰度G0，根据公式OD＝lg G0/Gi得到各位置点的光密度OD；(4)以所述切片样品的纤维截面光学图像的中心为原点，所述相切圆的圆心与所述原点的距离为横坐标，所述相切圆的光密度OD为纵坐标做曲线，根据OD值大小和所述曲线变化趋势获取所述聚丙烯腈纤维径向致密和均匀信息。
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公开(公告)号：CN111621878B
公开(公告)日：2023-04-28
申请号：CN202010174090.1
申请日：2020-03-13
Applicant: 北京化工大学
IPC: D01F9/22 , C08F220/46 , C08F222/02 , C08F220/14
Abstract: 本发明涉及具有表面沟槽结构的大直径聚丙烯腈基高强中模、高强高模碳纤维及制备方法。本发明采用湿法纺丝制备大直径原丝，在高于空气中氧气体积浓度的预氧化气体氛围中进行预氧化处理，得到径向光密度值基本相同的“均质预氧纤维”，后经低温碳化、高温碳化制得具有表面沟槽结构，直径8.5～10μm，强度4.90～6.10GPa，模量270～310GPa大直径高强中模碳纤维，再经较常规处理时间更长的高温石墨化处理得具有表面沟槽结构，直径7～10μm，强度3.70～5.50GPa，模量370～688GPa大直径高强高模碳纤维。碳纤维直径的提升不仅提升了纤维的准直性，改善复合材料制备中树脂的浸润性，同时表面沟槽结构有益于碳纤维和树脂的啮合作用，最终提升复合材料的力学性能。
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公开(公告)号：CN112080816A
公开(公告)日：2020-12-15
申请号：CN202010859083.5
申请日：2020-08-24
Applicant: 北京化工大学
IPC: D01F9/22 , D01F9/16 , C08F251/02 , C08F220/44
Abstract: 本发明公开了以纤维素纳米晶‑聚丙烯腈复合纤维为前驱体的碳纤维及其制备方法，其中所述方法包括：(1)将纤维素纳米晶与丙烯腈单体在有机溶剂中反应，得到纤维素纳米晶‑丙烯腈聚合物溶液；(2)将所述纤维素纳米晶‑丙烯腈聚合物溶液进行过滤、脱泡和纺丝，得到纤维素纳米晶‑聚丙烯腈复合纤维；(3)将所述纤维素纳米晶‑聚丙烯腈复合纤维进行预氧化和碳化处理，得到以纤维素纳米晶‑聚丙烯腈复合纤维为前驱体的碳纤维。与普通聚丙烯腈基碳纤维(未加入纤维素纳米晶)相比，本发明所得的纤维素纳米晶‑聚丙烯腈基复合碳纤维的单丝强度可提高至少8％，模量可提高至少10％。
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公开(公告)号：CN110158308B
公开(公告)日：2020-08-28
申请号：CN201910505750.7
申请日：2019-06-12
Applicant: 北京化工大学
IPC: D06M11/74 , D01F9/12 , D06M101/40
Abstract: 本发明公开了碳纳米管‑石墨烯复合纤维及其制备方法，该方法包括：(1)将海藻酸和/或海藻酸盐与氧化石墨烯水溶液混合，得到混合溶液；(2)将所述混合溶液喷丝后经含有二价过渡金属离子的凝固浴凝固、洗涤和干燥，得到含有二价金属离子的氧化石墨烯纤维；(3)采用化学气相沉积在所述含有二价金属离子的氧化石墨烯纤维原位生长碳纳米管，得到碳纳米管‑石墨烯复合纤维。采用该方法所得碳纳米管‑石墨烯复合纤维的比表面积可达400～900m2/g，与现有技术制备的碳纳米管‑石墨烯复合纤维比表面积为10～100m2/g相比，本申请的碳纳米管‑石墨烯复合纤维的比表面积提高了4～9倍。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111139554A
公开(公告)日：2020-05-12
申请号：CN202010024836.0
申请日：2020-01-10
Applicant: 北京化工大学
IPC: D01F9/22 , C08F220/46 , C08F220/14 , C08F222/02
Abstract: 本发明公开了高浸透性聚丙烯腈碳纤维及其制备方法，包括：(1)将丙烯腈与衣康酸进行二元共聚，或丙烯腈、衣康酸和丙烯酸甲酯进行三元共聚；(2)纺丝溶液依次通过喷丝板喷丝、凝固、一次牵伸、水洗、上油、干燥、二次牵伸和热定型；(3)将原丝进行预氧化和碳化，选用孔径为0.07mm喷丝板，在凝固过程中，控制凝固牵伸为0.3～0.7倍，一级牵伸为2～3.8倍，二级牵伸为4.7～5.2倍。采用该方法得到线密度为0.125～0.265g/m、直径13～20μm的原丝，对该原丝进行预氧化和碳化后，最终制备得到直径7～10μm、拉伸强度4.6～5.4GPa、拉伸模量260～300GPa的高浸透性聚丙烯腈碳纤维，此碳纤维与直径为7μm的T300、T700级碳纤维相比，胶液浸透率增加28％；与直径为5.4μm的T800级碳纤维相比，胶液浸透率增加52％。
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公开(公告)号：CN109881280A
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201910120658.9
申请日：2019-02-18
Applicant: 北京化工大学
IPC: D01F6/38 , D01F9/22 , D01D10/02 , C08F220/46 , C08F220/14 , C08F222/02
Abstract: 本发明公开了一种聚丙烯腈(PAN)纤维、制备方法及其碳纤维的制备方法。本发明通过提升PAN纤维制备过程中热定型温度在170℃～240℃，热定型牵伸倍率在0％～20％，同时抑制纤维物理热收缩，并使其发生弱环化氧化反应，从而制备出具有弱氧化环化高取向的聚丙烯腈原丝。本发明制备的纤维具有相对环化率在5％～30％、纤维分子链全取向在0.60～0.88之间的特征。后续采用这种原丝进行预氧化碳化制备碳纤维，缩短了预氧化时间，降低了能耗，缩短了工艺流程，提高了生产效率，同时也提高了碳纤维中碳微晶取向及碳纤维力学性能。
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公开(公告)号：CN109406234A
公开(公告)日：2019-03-01
申请号：CN201811315057.5
申请日：2018-11-06
Applicant: 北京化工大学
Abstract: 本发明公开了大丝束碳纤维复丝拉伸试样及其制备装置和方法，装置包括：主体支架，其包括间隔布置的第一横梁和第二横梁，第一横梁和第二横梁的两端通过支撑架相连，第一横梁设有第一固定绕丝杆，第一固定绕丝杆可拆卸的套有绕丝环；张紧机构，其包括承力杆、螺杆、弹性件、活动绕丝杆和螺母，承力杆设在第二横梁上远离第一横梁的一端，活动绕丝杆可拆卸的套有绕丝环，活动绕丝杆包括定位杆和绕丝杆，定位杆与绕丝杆垂直，第二横梁上靠近承力杆的端面设定位孔，定位杆在沿垂直于第二横梁方向可活动的设置在定位孔中，螺杆穿过承力杆且与活动绕丝杆相连，螺母设在螺杆上远离第二横梁的一侧，螺杆穿过弹性件且与弹性件与承力杆和活动绕丝杆止抵。
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公开(公告)号：CN109402790A
公开(公告)日：2019-03-01
申请号：CN201811101062.6
申请日：2018-09-20
Applicant: 北京化工大学
IPC: D01F9/22 , C08F220/46 , C08F222/02
Abstract: 本发明公开了用于获取高强高模碳纤维的高取向度聚丙烯腈原丝及其制备方法，其中，制备原丝的方法包括：(1)将丙烯腈和衣康酸或丙烯腈和衣康酸与丙烯酸甲酯进行聚合，得到聚合物纺丝溶液；(2)将聚合物纺丝溶液依次进行凝固、蒸汽牵伸、水洗、上油、干燥、再牵伸和热定型，得到聚丙烯腈原丝，其中，所述凝固过程的牵伸比为0.6～1.0倍，所述蒸汽牵伸比为3.0～7.0倍，所述再牵伸比为2.0～3.0倍。采用该方法所得到原丝的截面形状为近圆形，表面沟槽规整，线密度为430～470g/km(6K)，850～920g/km(12K)，体密度为1.18～1.19g/cm3，拉伸强度为5.5～7.0cN/dtex，拉伸模量为100-150cN/dtex，断裂延伸率为8-13％，并且将该原丝依次进行预氧化、碳化和石墨化处理，得到的碳纤维的线密度225～235g/km(6K)、435～447g/km(12K)，拉伸强度4.48-5.38GPa，拉伸模量378-387GPa，体密度1.77-1.79g/cm3。
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公开(公告)号：CN105506785B
公开(公告)日：2018-01-12
申请号：CN201511020350.5
申请日：2015-12-30
Applicant: 北京化工大学
Abstract: 本发明涉及一种低密度高强高模聚丙烯腈基碳纤维及其制备方法。将聚丙烯腈(PAN)原丝经常规预氧化、低温碳化后采用含氮化合物溶液进行在线浸渍处理，然后直接进入石墨化炉进行高温处理，所制备的碳纤维具有低密度、高拉伸强度和高拉伸模量，有利于在制备复合材料时增强体的减重，助力轻量化结构的制造。
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