溶胶共混纺丝制备水性中间相沥青基碳纤维

作者：王露佳; 罗含; 孙祝林; 吕永根^*

来源：合成纤维工业, 2020, 43(06): 1-6.

• 水性中间相沥青基碳纤维
• 共混
• 溶胶纺丝
• 力学性能

以针状焦(GNC)为原料,采用混酸一步氧化法制备水性中间相沥青(AMP)、混酸两步氧化法制备改进水性中间相沥青(FHAMP),分别与聚丙烯腈(PAN)共混溶解于二甲基亚砜(DMSO)形成溶胶,然后以稀硫酸为凝固剂,经溶胶纺丝、直接炭化制得水性中间相沥青基碳纤维;研究了AMP和FHAMP的溶解性、流变性、可纺性,以及相应的碳纤维的结构与性能。结果表明:相比AMP,FHAMP的粒径显著减小,氧化程度更高,能更好地溶解于DMSO;引入PAN,可有效提高AMP和FHAMP溶胶的可纺性;在纺丝温度50℃时,PAN质量分数为10%的AMP溶胶及PAN质量分数为8%的FHAMP溶胶均有较好的可纺性,连续收丝长度超过1 000 m,FHAMP溶胶的纺丝稳定性更好;相比由AMP得到的碳纤维,由FHAMP得到的碳纤维截面结构较为致密,纤维直径减小至23.09μm,杨氏模量和拉伸强度分别提高至33 GPa和0.29 GPa。

• 单位
  东华大学; 纤维材料改性国家重点实验室