[发明专利]一种高强度静电纺丝聚丙烯腈基纳米碳纤维毡的制备方法

权利要求书

1.一种高强度静电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维毡的制备方法，其特征在于：通过采用多温区短时预氧化，缩短预氧化时间,然后进行碳化；采用多温区短时预氧化同时避免预氧化过程中环化反应和氧化反应过渡剧烈；减少在碳化过程中由于纤维内过多结构缺陷造成的脱碳严重，进而减少纳米碳纤维结构缺陷，最终增加碳纳米纤维毡的拉伸强度；

其中，所述多温区短时预氧化，包括三个阶段：第一个阶段，240℃~260℃反应时间为5~20min；第二个阶段，260℃~274℃反应时间为5~20min；第三阶段，274℃~280℃反应时间为5~15min得到静电纺丙烯腈基氧化纤维毡；每个阶段设置1-3个温区，每个阶段的总时间包括所设置温区的保温和升温时间；240℃~260℃之间的升温阶段为第一阶段的时间，260℃保温时间为第二阶段的时间；260℃~274℃之间的升温阶段为第二阶段的时间，274℃保温时间为第三阶段的时间；

首先直接将静电纺丙烯腈纤维毡直接放到240℃的炉子内，前面的升温过程，电纺丙烯腈纤维毡不在炉子内；放进之后一直在直至反应结束。

2.按照权利要求1所述的一种高强度静电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维毡的制备方法，其特征在于，预氧化总时间由传统的2~6h缩减为15-55min。

3.按照权利要求1所述的一种高强度静电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维毡的制备方法，其特征在于，三个阶段的总时间为40-50min。

4.按照权利要求1所述的一种高强度静电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维毡的制备方法，其特征在于，前驱体为丙烯腈均聚物，或包含质量分数在15%以下的一种或多种共聚单体的丙烯腈共聚物，共聚单体中包含羧基、胺基、酰胺基、或酯基中的一种或几种。

5.按照权利要求1所述的一种高强度静电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维毡的制备方法，其特征在于，所涉及到的丙烯腈基纤维毡是通过静电纺丝过程中溶液喷射生产的，并且形成的丙烯腈基纤维毡的干燥是在静电纺丝过程中有机溶剂的挥发直接进行的。