试析以nascn溶液为溶剂一步法湿纺pan基碳原丝工艺的研究

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1、V1n上谴'B0⑧天洋火謦T程硕士学位论文i：i臁IIj灌●】Ij0嗍删薯j踊_0【啊啊淋1j蹦哪Ilo]0■领域：化学工程作者姓名：马向军指导教师：张裕卿副教授企业导师：徐文学高级工程师天津大学研究生院2005年12月天津大学硕士论文：以NaSCN溶液为溶剂一步法湿纺PAN基碳原丝工艺的研究中文摘要高性能碳原丝是生产高性能碳纤维的前提。但我国至今未能产业化的关键因素之一就是国产碳原丝的质量没有真正过关。这既有技术方面的原因，也有设备方面的原因，还有管理、决策等多方面的原因。为提高碳原丝质量，多数学者的研究重点在于原丝的改性方面或侧重于工艺路线及共聚体组成方面。但

2、是我国碳原丝质量不高的问题还没有达到急需解决这方面问题的时候，很多已知的且必须解决的问题并未解决，才是制约我碳纤维发展的根本原因。本文分析了在腈纶厂对循环使用的13％左右NaSCN溶液的除杂实验及一种美国进口纳滤膜在特纤所的除杂试验结果，试验结果显示硫氰酸钠溶液中杂质的去除率约为80％，说明通过进一步的研究实验找到合适的过滤膜是完全可能的。’本课题对丙烯腈(AN)、丙烯酸甲酯(MA)和衣康酸(ITA)三共聚单体的配方对原液及原丝性能的影响作了考察，从实验结果可以看出，配比(AN：MA：ITA--19．0：O．93：0．23)的原液粘度、聚合物含量、特性粘数以及原丝

3、的拉伸强度最好，其共聚单体含量在混合液中约占三单体总量的5．74％。配料的溶剂NaSCN中杂质含量由3．5％减少到0．89％对碳原丝的拉伸强度提高很大，提高了10．2％，拉伸强度达5．94cN／dtex，对纤不匀和强不匀的降低更是显著，分别达到了27．7％和37．9％。使用制备的低含杂聚丙烯腈原液在中试线进行纺丝试验，考察了不同喷丝头，原液温度、凝固浴密度、凝固浴温度、预热浴温度及牵伸倍率对原丝质量的影响，确定了优化的纺丝工艺条件，得到的原丝拉伸强度达6．83cN／dtex，生产出了完全满足T300碳纤维所需的碳原丝。说明我国碳原丝质量差的主要原因并不是尖端技术的

4、差距，而是现有已知问题的系统解决。关键词sPAN基原丝；碳纤维；膜分离；共聚单体；纺丝工艺天津大学硕士论文；以NaSCN溶液为溶剂⋯步法湿纺PAN基碳原丝工藏的研究ABSTRACT1heprecursorplaysakeyroleinpreparationofexcellentperformancePAN-basedcarbonfiber．Itisfall也atmanufactureofindnstrializedscaleuntilnOWinChina．Oneofthemostimportantreasonsisthatthequalityoftheprecur

5、sordoesnotpassabarrierreally．Thereasonnotonlybebasedontechnologiesandequipments，andimpropermanagementaswellasimproperdecision-makingalsoisallimportantreason幻restrictdeepdevelopmentofcarbonfiber．ModificationofPAN—basedprecursorandtechnologicalroutesandconstituentsofthreeco-monomerswhic

6、hwereregardedemphasesofresearchbymostscholarsforimprovingthequalityofprecursor．Butmanypresentproblems，suchasimpuritycontentofsystem，prescriptionofmonomer,varioustecimologicalconditionsandSOon，whie'hmustbesolvedintheproductionofprecursorinourcountryaremostimportantreason．Inthispaper,th

7、eExperimentalresultsofpurityofNaSCNsolution(13wt％)bymembraneseparationinChemicalfiberplantofLanzhouPetrochemicalCompanyandcarbideplantareanalyzed．Theresultsshowthatabout80％ofimpurityinSodiumthiocyanate(NaSCN)solutionisremoved．Itshowsthatitiscompletelypossibilitytofindsuitablemembraneb

8、yfart