Химические или аналогичные нити из других веществ, их производство, устройства, специально предназначенные для производства углеродных волокон: ......из полиакрилонитрилов – D01F 9/22

Изобретение относится к технологии получения полиакрилонитрильных волокон, предназначенных для производства углеродных волокон, а также к производству углеродных волокон. Способ включает процесс прядения, первое вытягивание, высушивание, второе вытягивание. Второе вытягивание включает любой процесс из (a)-(c): (a) вытягивание на воздухе, где температура нити от точки отделения ее на горячем валке до точки первого контакта на последующем валке составляет 130°C или выше, (b) вытягивание, где расстояние от точки отделения нити на горячем валке до точки первого контакта ее на последующем валке составляет 20 см или менее, (c) вытягивание в зоне вытягивания горячей плиты, где горячая плита расположена между двумя валками, один из которых - подогревающий валок, установленный перед зоной вытягивания горячей плиты, а горячая плита расположена так, что начальная точка контакта между горячей плитой и нитью находится на расстоянии 30 см или менее от точки отделения нити на подогревающем валке, и окружная скорость подогревающего валка составляет 100 м/мин или более.

2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил., 10 табл., 57 пр.

Изобретение относится к производству огнестойких синтетических волокон, в частности к волокнам на основе окисленного полиакрилонитрила. Полимер растворим в полярном органическом растворителе и модифицирован в этом растворителе соединением на аминовой основе и окислителем. Полимер имеет структуру, демонстрирующую сигналы в области от 150 до 200 ч/млн, определенную при помощи ¹³С-ЯМР, где ориентация молекул согласно результатам измерений по методу широкоугловой дифракции рентгеновского излучения составляет 65% и более, а удельная масса составляет 1,35 и более. Волокно обладает повышенной огнестойкостью и величиной сохранения прочности. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к оборудованию для производства углеродных волокон, в частности к стадии низкотемпературной обработки, с использованием в качестве сырья полиакрилонитрильных ПАН волокон. Камера содержит рабочую часть проходного типа для входа и выхода материала, направляющие валы, средства подачи окислителя, газовой среды и удаления продуктов пиролиза и нагревательные элементы. Рабочая часть состоит из последовательно соединенных секций в виде герметично соединенных между собой центральных, входных и выходных модульных секций с каналами. При этом входные и выходные модульные секции герметично прикреплены торцами к входному и выходному шлюзовым коробам, нижняя секция герметично изолирована, а каналы секций, кроме второй снизу, закрыты на торцах газовыми затворами. Изобретение обеспечивает интенсификацию процесса обработки, повышение равномерности характеристик волокон, безопасности и снижение энергозатрат. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

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 высокомодульных углеродных волокон из среднепрочных волокон на основе полиакрилонитрильных жгутиков и может быть использовано для производства высококачественных композитов. В качестве исходного сырья используют среднепрочное углеродное волокно с линейной плотностью 200-1600 текс и модулем упругости 200-250 ГПа. Это волокно подвергают крутке до величины 30-60 круток/м при содержании в нем аппрета более 1%. Дополнительно аппретируют волокно при содержании аппрета менее 1%. Затем подкрученный жгут подвергают первичной термообработке при 2300-2500°С в течение 1-10 мин до мод значения модуля упругости углеродного жгута не менее 300 ГПа. Затем проводят вторую термообработку при температуре не ниже 3000°С в течение 1-20 с при вытяжке жгута до 10% до возрастания модуля упругости углеродного жгута до величины не менее 450 ГПа. Высокое качество достигается за счет компактной формы получаемых углеродных жгутов, обеспечивающей высокое содержание углеродных волокон в композите и максимальную реализацию механических свойств композиционного материала.

Изобретение относится к технологии получения высокомодульных углеродных волокон из полиакрилонитрильных жгутов, применяемых для производства высококачественных композитов. Согласно способу получения исходный полиакрилонитрильный жгут с числом филаментов от 3К до 24К, выполненный из сополимера с содержанием не менее 85% полиакрилонитрила, подвергают предварительной крутке до 10-20 кр/м и окисляют в воздушной среде до плотности 1,39-1,43 г/см ³. Затем жгут вновь подвергают крутке до 30-60 кр/м и карбонизуют в две стадии в нейтральной среде. Первую стадию карбонизации проводят при 2100-2500°С до достижения значения модуля упругости жгута 300 ГПа, а вторую стадию - при температуре до 3000°С. Изобретение позволяет в процессе проведения операции окисления избежать эффекта «переплетения» филаментов соседних жгутов, следствием которого является травмирование отдельных элементарных волокон и образование ворса, и получить высокомодульные углеродные жгуты различной линейной плотности, имеющие максимально компактную форму и высокий модуль упругости.

Изобретение относится к технологии получения высокопрочных, высокомодульных углеродных волокон. Способ включает окисление предшественника и его последующую высокотемпературную обработку под натяжением, обеспечивающим вытяжку волокна. Предварительно волокно-предшественник обрабатывают СВЧ-излучением. Затем на первой стадии термообработки производят окисление волокон в неравновесной низкотемпературной плазме до получения волокон с показателем плотности 1,38-1,43 г/см³. На второй стадии термообработку ведут в инертной среде при давлении от 20 до 750 торр или в вакууме с давлением ниже 10^-2 торр, при этом нагревают окисленное волокно до 400-450°С. На третьей стадии волокно нагревают до температуры 600-650°С. На четвертой стадии термообработки волокно обрабатывают при температуре 1100-4500°С. Полученное высокопрочное, высокомодульное углеродное волокно обладает прочностью 400-510 кг/мм² и модулем упругости 39000-49000 кг/мм² . Обеспечивается непрерывность получения волокна, что позволяет повысить производительность и снизить затраты энергии при получении волокна. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к производству высокопрочных и высокомодульных углеродных лент, получаемых на основе полиакрилонитрильных (ПАН) нитей, и может быть применено для изготовления высокотехнологичных композитов. Способ получения ленты включает подачу полиакрилонитрильных нитей в ткацкий станок, изготовление на ткацком станке из нитей тканой ленты, термостабилизацию полученной ленты, карбонизацию, электрохимическую обработку, аппретирование и намотку. Перед термостабилизацией осуществляют накопление тканой ленты в количестве от 0,25 до 0,90 производительности ткацкого станка за 1 час. Все операции осуществляют в непрерывном режиме. Поточная линия для производства указанных лент включает печи для термостабилизации и карбонизации, аппараты для электрохимической обработки и аппретирования, намоточное устройство и средства для транспортировки ленты, установленные между элементами поточной линии. Перед печью термостабилизации последовательно установлены шпулярник со сновальными катушками, ткацкий станок и накопитель ленты. Изобретение обеспечивает повышение производительности за счет продления работы между перезаправками (увеличение пробега оборудования). 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технологии получения термоокисленных волокон из полиакрилонитрила и его сополимеров, которые могут быть использованы, например, в качестве полупродукта для их дальнейшей переработки в углеродные волокна. Изобретение позволяет сократить продолжительность стадии термоокисления волокна до 8-15 мин при сохранении высоких эксплуатационных характеристик полученного волокна. Способ включает пропускание раствора полимера в органическом растворителе через фильеру с последующими стадиями вытяжки волокна, удаление растворителя из него и термоокисление в присутствии окислителя при нагревании. Перед пропусканием раствора полимера через фильеру в раствор дополнительно вводят, по крайней мере, один циклический алкиленкарбонат в количестве 0,2-20 мас.% от массы раствора. Полученный раствор нагревают по крайней мере в течение 6 мин в интервале температур от 80°С до температуры кипения растворителя. Стадию вытяжки волокна можно проводить после удаления растворителя из волокна, а также как до удаления растворителя из волокна, так и после его удаления. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения углеродного непрерывного волокна с повышенным модулем упругости. На основе комплексных ПАН-нитей линейной плотностью не ниже 50 текс готовят толстый ПАН-жгут линейной плотностью 800 или 1200 текс. Затем его термостабилизируют в изометрических условиях в атмосфере воздуха по следующему ступенчатому режиму: 180°С - 1 час, 200°С - 1 час, 220°С - 1 час, 240°С - 4 часа до плотности 1,43-1,45 г/см³. Далее проводят высокоскоростную термомеханическую обработку полученного ПАН-жгута в изометрических условиях в среде азота при температуре 2200°С в течение примерно 10 с со скоростью подъема температуры 1900-2000 град/мин. Затем углеродный жгут подвергают дополнительной обработке в среде аргона при температуре выше 3000°С. Использование изобретения позволяет на тех же производственных мощностях повысить объемы производства высокомодульного углеродного волокна. 2 табл.

Изобретение может быть использовано при получении композиционных материалов с высокой жесткостью. Полиакрилонитрильный волокнистый материал термостабилизируют на воздухе в течение 1-4 часов при 170-290°С и деформации до 30%. В качестве волокнистого материала можно использовать комплексные нити, тканые и нетканые изделия. Затем пропитывают 1-20%-ным раствором плава мочевины и борсодержащего соединения в соотношении от 1:4 до 4:1 при 20-100°С в течение 0,1-40 минут. Перед пропиткой термостабилизированный материал можно промыть водой со щелочностью 4,0-7,0 мг-экв/л, жесткостью 0,03-0,15 мг-экв/л при температуре 10-100°С в течение 1-40 минут. Графитацию пропитанного и высушенного волокнистого материала проводят при 1800-2800°С в течение 0,2-5 минут при деформации материала от минус 8 до плюс 15%. Полученный углеродный волокнистый материал имеет прочность до 4,0 ГПа и модуль упругости до 600 ГПа. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.