[发明专利]具均匀内结构的熔纺丙烯腈系纤维制造方法

权利要求书

1、一种改进的制备丙烯腈系复丝材料的方法，所述丙烯腈系复丝材料具有高度均匀的内部结构并且特别适用于热法加工成为优质碳纤维，所述方法包括以下步骤：

(a)于升温条件下制备下述组成的基本上均质的熔体：

(ⅰ)一种含有至少85%(重量)丙烯腈重复单元的丙烯腈系聚合物，(ⅱ)按所述聚合物为基准，约11-25%(重量)的乙腈，(ⅲ)按所述聚合物为基准，约12-28%(重量)的水；

(b)于超过该熔体的水合及熔融温度至少15℃，即在140-190℃温度范围，将所述基本上均质的熔体挤压通过有多个挤出孔的挤出模头进入单丝形成区，该区中具有基本上无反应活性气体气氛，温度约为25-250℃范围，同时使纤维受到纵向拉力，从而将所含乙腈和水大部分除掉，并形成丙烯腈系复丝材料；

(c)将通过挤出模头的所述基本上均质的熔体和丙烯腈系复丝材料拉伸，拉伸比约为0.6∶1至6.0∶1；

(d)将经过(b)、(c)步骤的所述丙烯腈系复丝材料沿其长度方向通过热处理区，在此区的温度约90-200℃，并保持基本恒定长度，使残余的乙腈和水基本上除净；

(e)于升温条件下，将步骤(d)所得丙烯腈系复丝材料拉伸，拉伸比为至少3∶1，形成单丝平均旦数约0.3-5.0的丙烯腈系复丝材料。

2、按权利要求1的一种改进的制备丙烯腈系复丝材料的方法，所述丙烯腈系复丝材料具有高度均匀的内部结构并且特别适用于热法加工成为优质碳纤维，其中步骤（a）所述的基本上均质的熔体中按该组合物总重计含有约72-80%（重量）的所述聚合物。

3、按权利要求1的一种改进的制备丙烯腈系复丝材料的方法，所述丙烯腈系复丝材料具有高度均匀的内部结构并且特别适用于热法加工成为优质碳纤维，其中在步骤（a）的所述基本上均质熔体中乙腈含量按该聚合物为基准约为14-21%（重量），水含量按该聚合物为基准约为15-23%（重量）。

4、按权利要求1的一种改进的制备丙烯腈系复丝材料的方法，所述丙烯腈系复丝材料具有高度均匀的内部结构并且特别适用于热法加工成为优质碳纤维，其中在步骤（a）的所述基本上均质熔体中还含有少量润滑剂和少量表面活性剂。

5、按权利要求1的一种改进的制备丙烯腈系复丝材料的方法，所述丙烯腈系复丝材料具有高度均匀的内部结构并且特别适用于热法加工成为优质碳纤维，其中所述基本上均质的熔体在步骤（b）中挤压时的温度约为155-185℃。

6、按权利要求1的一种改进的制备丙烯腈系复丝材料的方法，所述丙烯腈系复丝材料具有高度均匀的内部结构并且特别适用于热法加工成为优质碳纤维，其中所述基本上均质的熔体在步骤（b）中挤压时的温度是高于其水合及熔融温度至少20℃。

7、按权利要求1的一种改进的制备丙烯腈系复丝材料的方法，所述丙烯腈系复丝材料具有高度均匀的内部结构并且特别适用于热法加工成为优质碳纤维，其中步骤（b）的所述单丝形成区中所述基本上无反应活性气体气氛是高于常压，即约为10-50磅/平方英寸表压。

8、按权利要求1的一种改进的制备丙烯腈系复丝材料的方法，所述丙烯腈系复丝材料具有高度均匀的内部结构并且特别适用于热法加工成为优质碳纤维，其中步骤（b）的所述单丝形成区中所述基本上无反应活性气体气氛是在90-200℃温度范围。

9、按权利要求1的一种改进的制备丙烯腈系复丝材料的方法，所述丙烯腈系复丝材料具有高度均匀的内部结构并且特别适用于热法加工成为优质碳纤维，其中步骤（d）的所述热处理区是在约110-175℃温度。

10、按权利要求1的一种改进的制备丙烯腈系复丝材料的方法，所述丙烯腈系复丝材料具有高度均匀的内部结构并且特别适用于热法加工成为优质碳纤维，其中在步骤（d）中将所述丙烯腈系复丝材料与一个抽吸转鼓式干燥机的转鼓相接触。

11、按权利要求1的一种改进的制备丙烯腈系复丝材料的方法，所述丙烯腈系复丝材料具有高度均匀的内部结构并且特别适用于热法加工成为优质碳纤维，其中在步骤（e）、中将所述形成的丙烯腈系复丝材料进行拉伸，拉伸比约为4∶1至10∶1。