[发明专利]一种聚丙烯腈基碳纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

低温碳化步骤：对密度为1.34～1.37g/cm³的预氧化纤维体进行低温碳化处理，得到低温碳化纤维体；其中，在所述低温碳化步骤中，根据所述预氧化纤维体的密度，控制所述预氧化纤维体的张力为A，且0＜A≤5000CN；

高温碳化步骤：对所述低温碳化纤维体进行高温碳化，得到高温碳化纤维体；

后处理：对所述高温碳化纤维体进行后处理，得到聚丙烯腈基碳纤维；

在所述低温碳化步骤中，其中，所述预氧化纤维体的张力值A与所述预氧化纤维体的密度呈反比关系；

若所述预氧化纤维体的密度为1.34～1.345g/cm³，则对所述预氧化纤维体施加的张力为4200～5000CN；

若所述预氧化纤维体的密度为1.345～1.35g/cm³，则对所述预氧化纤维体施加的张力为3500～4200CN；

若所述预氧化纤维体的密度为1.35～1.355g/cm³，则对所述预氧化纤维体施加的张力为2750～3500CN；

若所述预氧化纤维体的密度为1.355～1.36g/cm³，则对所述预氧化纤维体施加的张力为2000～2750CN；

若所述预氧化纤维体的密度为1.36～1.365g/cm³，则对所述预氧化纤维体施加的张力为1300～2000CN；

若所述预氧化纤维体的密度为1.365～1.37g/cm³，则对所述预氧化纤维体施加的张力为600～1300CN。

2.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征在于，在所述低温碳化步骤中：使所述预氧化纤维体依次经过多个低温碳化温区进行低温碳化处理；其中，后一个低温碳化温区比前一个低温碳化温区的温度高。

3.根据权利要求2所述的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征在于

所述低温碳化处理的温度为300～900℃；和/或

在所述低温碳化步骤中，纤维的停留时间为1-4min。

4.根据权利要求2所述的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征在于，

所述低温碳化温区的个数为5～7个。

5.根据权利要求4所述的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征在于，

所述低温碳化温区的个数为6个，具体为：300～400℃的第一低温碳化温区、400～500℃的第二低温碳化温区、500～600℃第三低温碳化温区、600～700℃的第四低温碳化温区、700～800℃第五低温碳化温区及800～900℃第六低温碳化温区。

6.根据权利要求1-5任一项所述的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征在于，在所述高温碳化步骤中：使低温碳化纤维体依次经过多个高温碳化温区进行高温碳化处理；其中，

后一个高温碳化温区比前一个高温碳化温区的温度高；且在所述高温碳化步骤中，纤维的停留时间大于40秒。

7.根据权利要求6所述的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征在于，在所述高温碳化步骤中，纤维的停留时间为0.5～2min。

8.根据权利要求6所述的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征在于，

所述高温碳化处理的温度为1000～1500℃。

9.根据权利要求6所述的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征在于，

在所述高温碳化步骤中，控制所述低温碳化纤维体的张力为B，其中，0＜B≤8000CN。

10.根据权利要求6所述的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征在于，所述高温碳化温区的个数为3～6个。