专利名称：聚丙烯腈基碳纤维原丝纺丝液的连续聚合制备方法
技术领域：
本发明属于一种碳纤维纺丝液，具体涉及一种聚丙烯腈基碳纤维原丝纺丝 液的连续聚合制备方法。
技术背景用二甲基亚砜为溶剂直接聚合纺丝是目前国际上最为重视的制备PAN基 碳原丝的方法。过去的连续聚合由于聚合釜壁易结胶影响散热，不能长期连续 运转，迫使业者转向间断聚合的方法，每聚合一釜即排空料进行清釜，而后再 进料聚合下一釜，每年重复数百次，虽然解决了釜壁结胶影响散热的问题，但 频繁开停车，进料排料升降温和清釜，聚合体系中各物料浓度始终处于波动状 态，使制得的纺丝液质量波动大，而且能耗高，生产效率低，不易制得质量高、 成本低的原丝。 发明内容本发明所要解决的技术问题是提供可长期连续聚合以制备质量均匀、粘度 适中、分子量分布较窄、浓度范围可调的无凝胶成份的碳纤维原丝纺丝液的聚 丙烯腈基碳纤维原丝纺丝液的连续聚合制备方法。本发明的技术方案聚丙烯腈基碳纤维原丝纺丝液的连续聚合制备方法， 包括下列步骤(1)将占丙烯腈和共聚单体总重量95-99. 3%的丙烯腈，将占丙烯腈和共 聚单体总重量0.7-5%的共聚单体，常温下溶于占纺丝液总重量81-74%的二甲基亚砜中，搅拌1小时后加入占丙烯腈和共聚单体总重量0. 3-1. 5%的偶氮引发 剂，搅拌半小时；(2) 将上述混合物降温到-2(rC l(TC后，连续泵入1-4个串联的带冷却 夹套的聚合釜中，温度控制在30。C 7(TC之间，聚合时间20-60小时；(3) 聚合后得到转化率《98%，粘度30-60PaS，浓度18_25%的纺丝液， 该纺丝液分子量分布系数《3。偶氮引发剂选用偶氮二异丁腈，偶氮二异庚腈中的任一种或两种，共聚单 体选用衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸中的任一种。本发明与现有技术相比具有以下有益效果本发明可以连续进料，连续出 料，可长期连续聚合以制备质量均匀、粘度适中、分子量分布较窄、浓度范围 可调的无凝胶成份的碳纤维原丝纺丝液。可制得质量波动小、能耗低、生产率 高、容易控制产品质量、成本低的原丝纺丝液，总之，工艺易控制，纺丝适应 性好。
具体实施方式
实施例1将19.84kg重量的丙烯腈，0.16kg重量的衣康酸，常温下溶解于79.8kg重 量的二甲基亚砜中，搅拌一小时后加入O.lkg的偶氮二异庚腈和O.lkg重量的 偶氮二异丁腈，搅拌半小时后，降温到-io'c，连续自聚合釜上部加入，釜夹 套中通入冷却水，控制温度30'C-70°C，共36小时，下部出口连续排出的聚丙 烯腈溶液浓度19%，粘度45PaS (45。C测定)，分子量分布系数2.4，脱泡过滤 后即成良好纺丝液。实施例2将22.54kg重量的丙烯腈，0.46kg重量的丙烯酸溶解于76.77kg重量的二 甲基亚砜中，搅拌下先后加入0.13kg重量的偶氮二异庚腈和O.lOkg重量的偶 氮二异丁腈，混合物降温到-12"C后加入聚合釜中，连续自聚合釜下部加入开始 聚合，夹套通冷水控温从3(TC逐步升高到7(TC，共48小时，得到转化率97%， 粘度60PaS (45°C)分子量分布系数2.5，脱泡过滤后可连续用此纺丝。
权利要求
1、聚丙烯腈基碳纤维原丝纺丝液的连续聚合制备方法，其特征在于该方法包括下列步骤(1)将占丙烯腈和共聚单体总重量95-99.3％的丙烯腈，将占丙烯腈和共聚单体总重量0.7-5％的共聚单体，常温下溶于占纺丝液总重量81-74％的二甲基亚砜中，搅拌1小时后加入占丙烯腈和共聚单体总重量0.3-1.5％的偶氮引发剂，搅拌半小时；(2)将上述混合物降温到-20℃～10℃时，连续泵入1-4个串联的带冷却夹套的聚合釜中，温度控制在30℃～70℃之间，聚合时间20-60小时；(3)聚合后得到转化率≤98％，粘度30-60PaS，浓度18-25％的纺丝液，该纺丝液分子量分布系数≤3。
2、 根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维原丝纺丝液的连续聚合制备 方法，其特征在于偶氮引发剂选用偶氮二异丁腈，偶氮二异庚腈中的任一种或 两种。
3、 根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维原丝纺丝液的连续聚合制备 方法，其特征在于共聚单体选用衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸中的任一种。
全文摘要
本发明涉及一种聚丙烯腈基碳纤维原丝纺丝液的连续聚合制备方法，该方法包括下列步聚(1)将占丙烯腈和共聚单体总重量95-99.3％的丙烯腈，将占丙烯腈和共聚单体总重量0.7-5％的共聚单体，常温下溶于占纺丝液总重81-74％的二甲基亚砜中，搅拌1小时后加入占丙烯腈和共聚单体总重量0.3-1.5％的偶氮引发剂，搅拌半小时；(2)将上述混合物降温到-20℃～10℃时，连续泵入1-4个串联的带冷却夹套的聚合釜中，温度控制在30℃～70℃之间，聚合时间20-60小时；(3)聚合后得到转化率≤98％，粘度30-60PaS，浓度18-25％的纺丝液，该纺丝液分子量分布系数≤3。本发明可长期连续聚合以制备质量均匀、粘度适中、分子量分布较窄、浓度范围可调的无凝胶成份的碳纤维原丝纺丝液。
文档编号C08F220/44GK101215357SQ20081005441
公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月7日 优先权日2008年1月7日
发明者刘则民, 哈振彪, 康栓牛, 桑建中, 云 梁, 程润香, 郝小生 申请人:山西恒天纺织新纤维科技有限公司