[发明专利]一种聚丙烯腈基纳米碳纤维的制备方法

摘要

本发明涉及一种纳米碳纤维的制备方法，特别涉及一种聚丙烯腈基纳米碳纤维的制备方法。其工艺步骤如下：将聚丙烯腈溶解在溶剂中形成纺丝溶液，再将纺丝溶液供应到含有一系列喷丝孔的喷丝模头，使其从喷丝孔挤出形成纺丝溶液细流；同时利用至少一股温度为20-80℃、速度高于溶液细流挤出速度500-3000倍的高速喷射气流以0-30。的喷射角喷吹溶液细流，使溶液细流细化并促进溶剂挥发形成聚丙烯腈纳米纤维；再将聚丙烯腈纳米纤维置于160-300℃的空气氛围中进行预氧化处理、900-1800℃的氮气氛围中进行碳化处理即可得到纳米碳纤维。该制备方法具有生产效率高、工艺简单、纤维直径分布均匀等优点，适于规模化生产。

主权项

一种聚丙烯腈基纳米碳纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)纺丝溶液的配制：将聚丙烯腈溶解于溶剂中，形成质量浓度为6‑20％均一的纺丝溶液；(2)溶液喷射纺丝方法制备聚丙烯腈纳米纤维：将纺丝溶液以5‑30mL／h／喷丝孔的速率供应到喷丝模头，使纺丝溶液从喷丝孔中挤出形成溶液细流，同时利用至少一股高速气流以与纺丝液细流0‑30度的喷射角喷吹纺丝液细流，实现对纺丝液细流的拉伸细化，同时加速纺丝液中溶剂挥发，形成直径为10nm～1μm的聚丙烯腈纳米纤维；(3)预氧化处理：将所述聚丙烯腈纳米纤维在空气氛围中进行预氧化得到预氧化纳米纤维，预氧化温度为160～300℃，预氧化时间为2‑3h；(4)碳化处理：将所述预氧化纳米纤维在氮气氛围中进行碳化得到纳米碳纤维，碳化温度为900‑1800℃，碳化时间为0.5‑3h。