>[0054]a、原液制備:將經蒸餾的丙烯腈(AN)、衣康酸(IA)按比例99: 1、固含量23 %，偶氮二異丁腈(AIBN)占共聚單體的0.7wt%、以二甲基亞砜(DMSO)為溶劑加入到反應器中，在氮氣保護下，在60°C的恒定溫度下反應20小時，得到二元丙烯腈共聚物紡絲液。
[0055]b、將脫單釜的溫度升至70°C，然后將所制得的聚合原液置于脫單釜中，將脫單釜的壓力抽真空至真空度為30mbar ；
[0056]C、在攪拌狀態下向脫單釜中注入氮氣與氨氣的混合氣體使脫單釜的壓力恢復為常壓，攪拌槳的轉速為100r/h,攪拌5min,進行充分的混合；
[0057]d、重復步驟b和C，使加入的氨氣的摩爾數為聚合液中衣康酸摩爾數的70%，并最終使紡絲液中丙烯腈單體的殘留量小于0.3% ；
[0058]e、經過溫度為58°C，真空度為50mbar，為時54h的脫泡以及3 μ m的過濾工序得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液，原液經凝固、牽伸、水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牽伸及蒸汽熱定型后收絲。
[0059]所得原絲的強度為5.9CN/dtex, CV值為8.3%。
[0060]【實施例6】
[0061]a、原液制備:將經蒸餾的丙烯腈(AN)、衣康酸(IA)按比例99: 1、固含量23 %，偶氮二異丁腈(AIBN)占共聚單體的0.7wt%、以二甲基亞砜(DMSO)為溶劑加入到反應器中，在氮氣保護下，在60°C的恒定溫度下反應20小時，得到二元丙烯腈共聚物紡絲液。
[0062]b、將脫單釜的溫度升至70°C，然后將所制得的聚合原液置于脫單釜中，在攪拌狀態下向脫單爸中注入氮氣與氨氣的混合氣體，攪拌槳的轉速為100r/h,攪拌15min,進行充分的混合；
[0063]C、將脫單爸的壓力抽真空至真空度為30mbar ；
[0064]d、重復步驟b和c，使加入的氨氣的摩爾數為聚合液中衣康酸摩爾數的70%，并最終使紡絲液中丙烯腈單體的殘留量小于0.3% ；
[0065]e、經過溫度為58°C，真空度為50mbar，為時54h的脫泡以及3 μ m的過濾工序得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液，原液經凝固、牽伸、水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牽伸及蒸汽熱定型后收絲。
[0066]所得原絲的強度為5.3CN/dtex, CV值為9.3%。
[0067]由實施例5和6可以看出，實施例5中的步驟順序得到的原絲結果更好。
[0068]【比較例I】
[0069]a、原液制備:將經蒸餾的丙烯腈(AN)、衣康酸(IA)按比例97:3、固含量20%，偶氮二異丁腈(AIBN)占共聚單體的0.4wt%、以二甲基亞砜(DMSO)為溶劑加入到反應器中，在氮氣保護下，在60°C的恒定溫度下反應20小時，得到二元丙烯腈共聚物紡絲液。
[0070]b、將脫單釜的溫度升至60°C，然后將所制得的聚合原液置于脫單釜中，將脫單釜的壓力抽真空至真空度為20mbar,；
[0071]C、在攪拌狀態下向脫單釜中注入氨氣使脫單釜的壓力恢復為常壓，攪拌槳的轉速為30r/h,攪拌5min,進行充分的混合；
[0072]d、將脫單釜的溫度升至60°C，然后將所制得的聚合原液置于脫單釜中，將脫單釜的壓力抽真空至真空度為20mbar ；
[0073]e、在攪拌狀態下向脫單釜中注入氮氣使脫單釜的壓力恢復為常壓，攪拌槳的轉速為30r/h,攪拌50min,進行充分的混合；
[0074]f、重復步驟b、c、d和e，使加入的氨氣的摩爾數為聚合液中衣康酸摩爾數的20%，并最終使紡絲液中丙烯腈單體的殘留量小于0.3% ；
[0075]g、經過溫度為55°C，真空度為20mbar，為時48h的脫泡以及3 μ m的過濾工序得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液，原液經凝固、牽伸、水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牽伸及蒸汽熱定型后收絲。
[0076]所得原絲的強度為5.lCN/dtex, CV值為12.1 %。
[0077]【比較例2】
[0078]a、原液制備:將經蒸餾的丙烯腈(AN)、衣康酸(IA)按比例97:3、固含量20%，偶氮二異丁腈(AIBN)占共聚單體的0.4wt%、以二甲基亞砜(DMSO)為溶劑加入到反應器中，在氮氣保護下，在60°C的恒定溫度下反應20小時，得到二元丙烯腈共聚物紡絲液。然后邊攪拌，邊往聚合釜內通入氨氣，加入的氨氣的摩爾數為聚合液中衣康酸摩爾數的20%。
[0079]b、將脫單釜的溫度升至60°C，然后將所制得的聚合原液置于脫單釜中，將脫單釜的壓力抽真空至真空度為20mbar,；
[0080]C、在攪拌狀態下向脫單釜中注入氮氣使脫單釜的壓力恢復為常壓，攪拌槳的轉速為30r/h,攪拌5min,進行充分的混合；
[0081]d、重復步驟b和C，使紡絲液中丙烯腈單體的殘留量小于0.3% ；
[0082]e、經過溫度為55°C，真空度為20mbar，為時48h的脫泡以及3 μ m的過濾工序得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液，原液經凝固、牽伸、水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牽伸及蒸汽熱定型后收絲。
[0083]所得原絲的強度為5.lCN/dtex, CV值為12.1 %。
[0084]【比較例3】
[0085]a、原液制備:將經蒸餾的丙烯腈(AN)、衣康酸(IA)按比例97:3、固含量20%，偶氮二異丁腈(AIBN)占共聚單體的0.4wt%、以二甲基亞砜(DMSO)為溶劑加入到反應器中，在氮氣保護下，在60°C的恒定溫度下反應20小時，得到二元丙烯腈共聚物紡絲液。然后邊攪拌，邊往聚合釜內通入氨氣與二甲基亞砜的混合液，加入的氨氣的摩爾數為聚合液中衣康酸摩爾數的20%。
[0086]b、將脫單釜的溫度升至60°C，然后將所制得的聚合原液置于脫單釜中，將脫單釜的壓力抽真空至真空度為20mbar,；
[0087]C、在攪拌狀態下向脫單釜中注入氮氣使脫單釜的壓力恢復為常壓，攪拌槳的轉速為30r/h,攪拌5min,進行充分的混合；
[0088]d、重復步驟b和C，使紡絲液中丙烯腈單體的殘留量小于0.3% ；
[0089]e、經過溫度為55°C，真空度為20mbar，為時48h的脫泡以及3 μ m的過濾工序得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液，原液經凝固、牽伸、水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牽伸及蒸汽熱定型后收絲。
[0090]所得原絲的強度為5.4CN/dtex, CV值為9.8%。
【主權項】
1.一種聚丙烯腈原絲的制備方法，包括以下步驟: a、將溶劑、共聚單體和引發劑聚合得到聚合原液； b、將所制得的聚合原液置于脫單釜中，將脫單釜的壓力抽真空至真空度為5_500mbar ； C、在攪拌狀態下向脫單釜中注入與聚合原液成惰性的氣體與氨氣的混合氣體使脫單釜的壓力恢復為常壓； d、重復步驟b和C脫除聚合原液中的丙烯腈單體； e、經過脫泡和過濾得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液，原液經凝固、牽伸、水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牽伸及蒸汽熱定型后收絲，得到聚丙烯腈原絲； 其中，所述共聚單體包括丙烯腈、衣康酸。2.根據權利要求1所述的聚丙烯腈原絲的制備方法，其特征在于，在步驟b中，所述真空度為10-500mbar，所述抽真空的時間為5_30分鐘。3.根據權利要求1所述的聚丙烯腈原絲的制備方法，其特征在于，在步驟c中，所述與聚合原液成惰性的氣體選自氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣或氙氣中的至少一種；惰性氣體純度為不小于97%。4.根據權利要求1所述的聚丙烯腈原絲的制備方法，其特征在于，在步驟c中，所述混合氣體充入脫單釜之前要經過預熱，預熱溫度為40?75°C。5.根據權利要求1所述的聚丙烯腈原絲的制備方法，其特征在于，在步驟c中，所述攪拌的攪拌速率為10?200轉/分鐘。6.根據權利要求1所述的聚丙烯腈原絲的制備方法，其特征在于，在步驟c中，所述充入混合氣體中氨氣的總量為聚合液中衣康酸摩爾數的5% -200%。7.根據權利要求1所述的聚丙烯腈原絲的制備方法，其特征在于，在步驟d中，所述丙烯腈的殘留量為小于0.3%。8.根據權利要求1所述的聚丙烯腈原絲的制備方法，其特征在于，在步驟e中，所述脫泡溫度為50-60°C，真空度為10-500mbar，脫泡時間為24_72h。9.根據權利要求1所述的聚丙烯腈原絲的制備方法，其特征在于，在步驟e中，所述過濾方式為多道過濾精度分別為2-5 μ m。10.根據權利要求1所述的聚丙烯腈原絲的制備方法，其特征在于所用原料按質量配比，引發劑:共聚單體=(0.0040?0.0080):1，共聚單體濃度為0.20?0.30;丙烯腈:衣康酸=(96 ?99.9):0.1。
【專利摘要】本發明涉及一種碳纖維原絲的制備方法，主要解決現有技術中制備的碳纖維紡絲原液親水性均勻性差，紡絲所得的碳纖維原絲性能CV值較大的問題。本發明通過采用將溶劑、共聚單體和引發劑聚合得到的聚合原液置于脫單釜中，并多次將脫單釜的壓力抽真空至真空度為5-500mbar、在攪拌狀態下向脫單釜中注入與聚合原液成惰性的氣體與氨氣的混合氣體使脫單釜的壓力恢復為常壓的方式脫除聚合原液中的丙烯腈單體，然后經過脫泡和過濾得到高性能聚丙烯腈共聚物紡絲原液，經凝固、牽伸、水洗、上油、干燥致密化、蒸汽牽伸及蒸汽熱定型后收絲，得到高致密性、高強度的碳纖維原絲的技術方案較好的解決了該問題，可用于的碳纖維原絲的工業生產中。
【IPC分類】D01F9/22, C08F6/10, C08F8/30, D01D1/10, C08F222/02, D01F6/38, C08F220/46
【公開號】CN105524214
【申請號】CN201410584647
【發明人】史紀友, 沈志剛, 李磊, 屠曉萍
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年10月27日