Химические или аналогичные нити из других веществ, их производство, устройства, специально предназначенные для производства углеродных волокон: ....из продуктов растительного происхождения или их производных, например ацетата целлюлозы – D01F 9/16

Изобретение относится к химической технологии, в частности к процессам карбонизации волокнистых вискозных материалов, и может быть использовано при производстве графитированных волокнистых материалов, используемых в качестве наполнителей композиционных материалов; электродов; гибких электронагревателей; фильтров агрессивных сред; в изделиях спортивного и медицинского назначения и др. Материал предварительно подвергают релаксационной обработке. Полученный материал, содержащий катализатор пиролиза, непрерывно транспортируют через зоны нагрева карбонизации. Карбонизацию проводят до 320-360°С в тепло- и газоизолированных одна от другой не менее, чем трех зонах нагрева, транспортируя материал под наклоном снизу вверх, увеличивая температуру нагрева от 160-200°С в первой зоне, на 40-60°С в каждой последующей зоне нагрева, по сравнению с предыдущей. Одновременно удаляют из указанных зон летучие продукты в тепло- и газоизолированную от внешней среды зону эвакуации, расположенную над зонами нагрева и сообщающуюся с ними через перфорированную стенку. Температуру в зоне эвакуации летучих устанавливают на 5-15°С выше температур соответствующих зон нагрева, а температуру выходного патрубка 5-15°С выше максимальной температуры карбонизации. Изобретение обеспечивает повышение интенсивности процесса и улучшение качества получаемых углеродных волокнистых материалов. 2 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов и касается установки карбонизации волокнистых вискозных материалов для получения комбинированных углеродных нитей. Установка включает корпус и помещенную в него камеру карбонизации, торцевые стенки которых снабжены щелевыми отверстиями для ввода исходного и вывода карбонизированного материалов и уплотнительными затворами, а также электронагревательными элементами, патрубками для подачи инертного газа и вывода газообразных продуктов пиролиза. Корпус с камерой установлен наклонно под углом 10-15° к горизонтальной плоскости. Отверстие для ввода исходного материала устроено в нижнем торце. Камера помещена в дополнительный кожух, верхняя стенка которого отстоит от верхней стенки камеры на расстоянии 100-150 мм, снабжена поперечной щелью, протяженной во всю ширину верхней стенки камеры, и сообщается с патрубком пирамидальной формы для удаления летучих продуктов, встроенным вблизи выходного торца корпуса установки и снабженным обогревом. Теплоизоляция установки размещена между стенками корпуса и кожуха, нагреватели размещены снаружи камеры, причем с нижней стенкой они находятся в непосредственном контакте, а по отношению к верхней стенке крепятся с возможным переменным зазором. Изобретение обеспечивает усовершенствование конструкции установки и повышает качество производимого на этой установке карбонизированного материала. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к получению углеродных волокнистых материалов и может быть использовано в производстве армирующих наполнителей композитов, теплоизоляции высокотемпературного термического оборудования, гибких электронагревателей, электродов, фильтров агрессивных газов, жидкостей и расплавов при высоких температурах, в производстве спортивных изделий, в медицине. Способ включает обработку вискозного волокнистого материала катализаторами пиролиза, нагревом до температуры карбонизации и последующую графитацию до температуры 3000°C в инертной среде. Перед карбонизацией осуществляют приготовление прекурсора путем предварительной отмывки исходного материала водой и/или 5-10%-ным раствором гипосульфита натрия при нагревании и сушке, и/или ионизирующего облучения пучком быстрых электронов при транспортировании через камеру облучения ускорителя электронов, и/или тепло-влажностного синтеза комплексного катализатора на поверхности вискозного волокна и в пористой его системе в (10-20)%-ном кипящем водном растворе хлористого аммония и с добавлением диаммоний фосфата в отношении от 0,5 до 4,0 с последующей пропаркой в горячем паре и окончательной вентилируемой сушкой при непрерывном транспортировании, обеспечивающими осаждение катализатора в виде аморфной пленки. Повышается стабильность процесса карбонизации вискозного волокнистого материала и физико-механические свойства получаемого углеродного материала. 5 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл., 12 пр.

Способ получения углеродного волокнистого материала включает обработку исходного гидратцеллюлозного волокнистого материала в растворе, содержащем 5-7 мас.% жидких олигомерных смол, соответствующих общей формуле HO{[MeSi(OH)О][Me₂ SiO]_m}_nH, где Me - метил; m и n - целые или дробные числа: m=1-3, n=3-10 с молекулярной массой от 900 до 2400. В качестве растворителя олигомерных смол используют композицию на основе соединений общей формулы (SiO)_x C_yH_z, где 3 x 5, y=2x, z=3y. Сушат пропитанный гидратцеллюлозный материал при температуре (150-170)°C, терморелаксируют в режиме свободной усадки при температуре (180-200)°C, карбонизацию проводят при деформации от (-25)% до (+30)% и заканчивают при температуре 700°C, последующую высокотемпературную обработку проводят при температуре до 2500°C при степени деформации от (-10)% до (+30)%. Изобретение обеспечивает повышение физико-механических показателей углеродного волокнистого материала при создании экологически безопасного технологического процесса. 5 пр.

Изобретение относится к технологии получения углеродного волокнистого материала и может быть использовано в качестве материала для высокотемпературной изоляции, нагревателей, токопроводящих элементов, наполнителей пластмасс, армирующих элементов, изделий медицинского назначения, защитных, сорбционных и других материалов. Способ получения включает пропитку исходного целлюлозного волокна водным раствором, содержащим 6,5% гидроортофосфата аммония, 10,6% хлорида аммония, 2,5% хлорида натрия при 30°С в течение 30 минут с последующим отжимом. Затем с применением источника СВЧ сушат при 95±5°С и термообрабатывают в среде метана до 220°С. Частично карбонизованный материал нагревают в среде азота до 2400°С. Используют источник энергии сверхвысоких частот с выходной мощностью от 1 до 50 КВт и с рабочей частотой 100-300 МГц. Изобретение повышает эффективность способа получения углеродного волокна с повышенным уровнем прочности. 2 пр.

Изобретение относится к получению углеродных волокон. Способ получения углеродного волокнистого материала характеризуется обработкой исходного целлюлозного волокнистого материала жидкофазной композицией, которая содержит 10-20%-ную водную эмульсию олигомерной смолы, содержащей силанольные группы, имеющей молекулярную массу от 900 до 2400 и вязкость в пределах от 520 до 1700 сП, и 2-7%-ный водный раствор антипирена. Обработанный жидкофазной композицией волокнистый материал сушат при температуре 105-125°С в течение 60-120 минут. Затем проводят карбонизацию на воздухе при температуре 140-170°С в течение 25-40 минут. Карбонизацию заканчивают при температуре 700°С, и далее осуществляют высокотемпературную обработку при температуре не менее 2200°С. Изобретение обеспечивает получение углеродных волокнистых материалов с высокими физико-механическими показателями при сохранении высокого выхода. 3 з.п. ф-лы, 6 пр.

Изобретение относится к технологии получения из гидратцеллюлозы углеродного волокна и может быть использовано в качестве наполнителей композиционных материалов конструкционного, теплозащитного, антиэлектростатического назначения, а также при производстве углеродных волокнистых адсорбентов, носителей катализаторов, материалов для защиты от электромагнитного излучения, наноструктурированных композитов, фуллеренов, нанотрубок и т.д. Способ включает пропитку раствором антипирена исходного однонаправленного жгута из гидратцеллюлозных волокон с мелкокристаллической ненапряженной структурой с диаметром филамента от 8,5 до 15 мкм при его линейной плотности 0,07÷0,17 текс, сушку, безокислительную стабилизационную карбонизацию и графитизацию. В качестве антипирена используют водный раствор, содержащий 150-200 г/л хлорида аммония и 10-30 г/л мочевины, или водный раствор, содержащий 250-300 г/л сульфата аммония и 20-40 г/л мочевины. Сушку проводят с использованием электрического обогрева при 120-140°С 30-60 мин. Перед карбонизацией жгут обрабатывают в кислородсодержащей атмосфере при 140-180°С в течение 30-90 мин. Многозонную карбонизацию выполняют в токе инертной среды со скоростью 2,5-4,5 м³/час в течение 40-80 мин по 5-10 мин в каждой зоне с усадкой исходного гидратцеллюлозного волокна на 10-30% и температурой от 170-230°С до 690-710°С. В процессе карбонизации осуществляют отбор продуктов пиролиза в зоне наибольшего их выделения за счет небольшого избыточного давления нейтрального газа 120-150 мм вод.ст. с непрерывным окислением в узлах сжигания. Графитизацию осуществляют при 1000-2400°С в среде азота или аргона с содержанием кислорода не более 0,001% со скоростью протяжки 15-50 м/час. Изобретение обеспечивает значительное сокращение длительности процесса, обеспечение значительного снижения влажности полученного углеродного волокна, обеспечение возможности проведения многозонной карбонизации с гарантированным поддержанием равномерной температуры каждой зоны, снижение выделения аморфного углерода как продукта распада смол и предотвращение его осаждения на поверхность изготавливаемого углеродного волокна. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии получения углеродных волокон из исходных целлюлозных волокон, используемых в качестве армирующих наполнителей композиционных материалов. Способ в непрерывном режиме включает пропитку исходных волокон на стадии предкарбонизации водной эмульсией, содержащей олигомерную смолу, сушку, терморелаксацию и карбонизацию, при необходимости, графитацию. Пропитку осуществляют в водной эмульсии олигомерной смолы с высоким содержанием силанольных групп общей формулы:НО{[МеSi(ОН)O][Ме₂SiO]_m }_nН, где: Me - метил; m и n - целые или дробные числа: m=1-3, n=3-10, с мол. массой 900-2400 и вязкостью от 520 до 1700 сП, в прядильно-отделочном агрегате при получении вискозных технических нитей. Волокна перед пропиткой сушат при 120-180°С 10-15 сек, терморелаксацию проводят при 160-200°С в течение 0,5-2,0 ч, а карбонизацию заканчивают при температуре 600°С. Пропитке подвергают различные текстильные структуры, например сетку или ткань, или трикотаж, или нетканый материал из исходных целлюлозных волокнистых материалов. Изобретение обеспечивает получение углеродных волокнистых материалов с высокими физико-механическими показателями при одновременном понижении коэффициента вариации по прочностным характеристикам. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области получения высокопрочных углеродных волокон, преимущественно изготавливаемых из органического исходного материала (предшественника), в частности к способу стабилизации углеродсодержащего волокна и способу получения углеродного волокна. Способ стабилизации включает помещение углеродсодержащего волокна в газовую среду, обработку его микроволновым излучением с одновременным нагревом газовой среды. Волокно в частном случае помещают в рабочую камеру с расположенной внутри нее газовой средой, нагрев газовой среды осуществляют путем нагрева камеры (ее стенок) одновременно с обработкой волокна микроволновым излучением. Способ получения углеродного волокна включает в себя, по крайней мере, этапы стабилизации и карбонизации волокна. Стабилизацию предшественника осуществляют вышеописанным способом. После карбонизации волокна возможна его дополнительная графитация. Можно проводить комплексную обработку микроволновым излучением с одновременным нагревом среды, в которую волокно помещено для карбонизации/графитации. Изобретение обеспечивает снижение времени стабилизации волокон предшественников, что влечет за собой снижение энергозатрат и повышение производительности процесса получения углеродного волокна. 2 н. и 9 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии получения углеродных волокнистых материалов, в частности углеродных волокнистых структур из целлюлозного предшественника. Способ включает стадии прядения нитей целлюлозы из раствора вискозы или раствора целлюлозы; промывки нитей целлюлозы в воде; пропитывания промытых и невысушенных волокон целлюлозы водной эмульсией, по меньшей мере, одного кремнийорганического вспомогательного вещества; высушивания пропитанных волокон целлюлозы; получения волокнистой структуры, состоящей из пропитанных и высушенных волокон целлюлозы и карбонизации волокнистой структуры. Полученные структуры обладают высокими механическими показателями - прочностью на разрыв до 2500 МПа, модулем Юнга до 350 ГПа. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технологии получения углеродных волокон из исходных целлюлозных волокнистых материалов и может использоваться в качестве армирующих наполнителей композиционных материалов. Способ в непрерывном режиме включает три стадии производства: предкарбонизацию, карбонизацию и графитизацию. На стадии предкарбонизации исходный целлюлозный волокнистый материал пропитывают раствором жидкой олигомерной смолы с высоким содержанием силанольных групп общей формулы HO{[MeSi(OH)O][Me₂SiO]_m} _nH, где Me - метил, m=1-3, n=3-10, с молекулярной массой 900-2400, вязкостью 520-1700 сП. Органическим растворителем являются спирты - производные углеводородов гомологического ряда C ₂-C₅ и ацетон. Изобретение обеспечивает образование углеродных волокон и волокнистых материалов, обладающих отличными прочностными характеристиками. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии волокнистых материалов из углерода посредством непрерывной или прерывистой карбонизации целлюлозных волокнистых материалов в присутствии по меньшей мере одного кремнийорганического соединения. Указанное кремнийорганическое соединение выбирают из группы полигидросилоксанов, циклических, линейных или с разветвленной цепью, замещенных радикалами метила и/или фенила и обладающих средней молекулярной массой от 250 до 10000, предпочтительно от 2500 до 5000. Изобретение обеспечивает получение углеродных волокон с улучшенными прочностными характеристиками. 7 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии получения тканей из углеродных волокон и может быть использовано для формирования покрытий тепловой защиты. Способ карбонизации ткани из целлюлозных волокон содержит начальный этап термообработки при температуре от 250°С до 350°С с повышением температуры с относительно высокой средней скоростью от 10°С/мин до 60°С/мин, промежуточный этап при температуре от 350°С до 500°С с более низкой скоростью от 2°С/мин до 10°С/мин и заключительный этап при температуре от 500°С до 750°С с вновь повышенной средней скоростью от 5°С/мин до 40°С/мин. Изобретение обеспечивает устранение деформаций получаемой ткани. 8 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Способ получения волокнистых материалов из углерода посредством непрерывной или прерывистой карбонизации целлюлозных волокнистых материалов в присутствии по меньшей мере одного кремнийорганического соединения, отличающийся тем, что указанное кремнийорганическое соединение выбирают из группы олигомеров и полимеров сетчатой структуры, циклических или с разветвленной цепью, которые имеют среднюю молекулярную массу от 500 до 10000 и образованы звеньями цепи SiO₄ (называемых звеньями Q₄) и звеньями цепи формулы SiO_xR_y (OR')_z , где - х, у, z являются целыми числами, удовлетворяющими условиям x+y+z=4 и 1х3 0у3 0z3; R представляет водород или алкильный радикал, линейный или с разветвленной цепью, содержащий от 1 до 10 атомов углерода, при этом различные R могут присутствовать в одном звене, если у 2; - R' представляет, независимо от R, водород или алкильный радикал, линейный или с разветвленной цепью, содержащий от 1 до 10 атомов углерода, при этом различные R' могут присутствовать в одном звене, если z2; техническим результатом является создание способа получения волокнистых материалов из углерода посредством непрерывной или прерывистой карбонизации целлюлозных волокнистых материалов в присутствии по меньшей мере одного кремнийорганического соединения. 13 з.п. ф-лы.