国外PAN原丝及碳纤维专利分析报告_2_

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1、第32卷第1期高科技纤维与应用Vol.32No.12007年2月Hi-TechFiber&ApplicationFeb.2007国外PAN原丝及碳纤维专利分析报告(2)罗益锋（全国特种合成纤维信息中心，北京100028）摘要:从1980年以来国外约50家单位所发表的近800篇有关聚丙烯腈（PAN）原丝、碳纤维及辅料的专利中，按其技术和性能等级进行全面、系统分析和研究，并加以汇总。关键词:聚丙烯腈原丝；油剂；预氧化纤维；碳纤维；表面处理剂；上浆剂中图分类号:TQ342.31;TQ342.74文献标识码:A文章编号:1007-

2、9815（2007）01-0004-04AnalysisReportAboutPANPrecusor&CarbonFiberPatentsfromAbroad(2)LUOYi-feng(NationalSpecialtySyntheticFiberInformationCenter,Beijing100028China)Abstract:Near800patentsaboutPANprecusors,carbonfiberandaccessoriesagentspublishedfrom1980to2006wereanal

3、ysedandresearchedsystematically,andclassifiedandsummsrizedaccordingtotheirtechniguesandvarietiesforreference.Keywords:PANprecusor;oilingagent;preoxidizedfiber;carbonfiber;surfacetreatingagent;finishingagent2.3预氧化是，不少早期专利提出在预氧化前先将原丝进预氧化工序起到承前（PAN原丝）启后（碳行空气交络处理，可有效提

4、高碳纤维强度。化）的作用，也是各种矛盾的集中点，要想生产综上所述，影响预氧化过程的因素很多，从出质量好的预氧化纤维（POF），既要求原丝的专利报道看，大体有以下多方面的参数和影响因共聚成分和结构，有一定的致密度，不失透、无素：毛丝、有基本上园形的截面，无皮芯结构，但又1温度与温度分布：预氧化温度一般在220～要适合于较快速预氧化，使氧气能均一地渗透到300℃，根据炉体结构会产生一定的温度分布。纤维中心部而不产生皮芯结构，同时原丝中除碳2热空气流量和循环量：前者保证提供预以外的元素要通过纤维里外层的微孔畅通地排出，氧化所需氧

5、量，并尽快排出产生的焦油及其它气而排出的焦油状物不能污染纤维的表面，而且原体，后者是为节约热空气和减少能耗而令部分排丝的共聚成分要保证在预氧化初始温度下及共软出气回流，与新鲜空气一起进入炉内。化点以前的温度下先形成一定的交联结构，然后3空气流向：对卧式炉一般与丝束行进方向才完全预氧化和氰基环化，这样就不会产生并丝，平行，而对竖型炉有些采用垂直于丝束行进方向。影响纤维质量。与此同时，要在一定升温速度和4控制炉内温度均一：最好能达到≤1℃。张力下，使预氧化丝的结构在低温和高温碳化下5常压、加压或抽真空：一般为常压，专利致密化，

6、并逐步形成乱层石墨结构。值得提出的中有试验加压和抽真空的。收稿日期:2007-01-25作者简介:罗益锋（1937-），男，浙江宁波人，教授级高工，主任，兼任国家高性能纤维攻关专家组副组长，主要从事高科技纤维的信息和技术研究，(电话)010-51300807(电子信箱)luojian@mintel.com.cn。第1期罗益锋:国外PAN原丝及碳纤维专利分析报告(2)-5-6加热气体：一般为空气，也有采用混合21预氧化时间：与原丝的共聚组份有很大关系，气体或其它氧化性气体。一般采用含羧基的乙烯共聚单体如衣糠酸、丙烯酸或7加热

7、介质：多般采用气体，也有选用碳甲基丙烯酸等，可缩短预氧化时间，若选用含粉等触媒层。磺酸铵的乙烯共聚单体，则因耐热性提高而延8加热方式：电阻丝、电子束、红外等，不缓预氧化时间。同的加热方式，对预氧化速度和均匀性有不同影响。22冷却器：东丽的新技术是在预氧化炉内9升温速度：对氰基的环化有重要影响。距入口1/3处设置冷却器，使该处温度小于中央10空气净化度：包括预氧化用热空气和车处3℃，可提高纤维质量。间空气，以前者影响较大。23节能：这是预氧化炉的附加要求，前提11预氧化炉结构：立式或卧式，以后者为主。是不影响纤维性能。如采用

8、排出的热气来预热12预氧化炉的温区和炉子数：一般每一预进口气等，可达到节能目的。氧化炉都要划分几道温区，并采用2个预氧化24丝束间的接头技术和装置：为了提高生炉，对于高性能碳纤维则采用3～4炉。产效率，使预氧化和碳化能连续进行，各公司13丝束大小、厚度与炉子进出口狭缝高度发明了将平铺的丝束间络合处理后用