Волокно и способ его изготовления - RU2018100174A
Код документа: RU2018100174A
Формула
1. Высокоориентированное промежуточное углеродное волокно, имеющее модуль упругости, составляющий от приблизительно 40 до приблизительно 60 ГПа.
2. Высокоориентированное углеродное волокно, имеющее модуль упругости, составляющий, по меньшей мере, приблизительно 100 ГПа, а также прочность при растяжении, составляющую предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 1,1 ГПа.
3. Способ изготовления термически стабилизированного неклейкого растяжимого волокна, подходящего для изготовления промежуточного углеродного волокна, включающий следующий стадии:
a) обеспечение целлюлозы и/или производного целлюлозы,
b) обеспечение лигнина и/или производного лигнина,
c) растворение вышеупомянутых компонентов и последующее смешивание и, таким образом, получение прядильного раствора,
d) осуществление прядения прядильного раствора с получением предшествующего материала, и
e) осуществление стабилизации и, таким образом, получение термически стабилизированного неклейкого растяжимого волокна.
4. Способ по п. 3, в котором стабилизация осуществляется при температуре, составляющей от приблизительно 100 до приблизительно 450°C, предпочтительно от приблизительно 200 до приблизительно 350°C, наиболее предпочтительно от приблизительно 220 до приблизительно 300°C, причем стабилизация осуществляется при продолжительности выдерживания, составляющей от 10 до 180 минут, предпочтительно от 20 до 80 минут.
5. Способ по п. 3, в котором предшествующий материал, содержащий целлюлозу и/или производное целлюлозы и лигнин и/или производное лигнина, имеет содержание лигнина и/или производное лигнина, составляющее максимально 99 мас.%.
6. Способ по п. 3, в котором предшествующий материал содержит приблизительно от 1% до 99% лигнина или производного лигнина, предпочтительно от 10% до 60% лигнина или производного лигнина, наиболее предпочтительно от 15% до 55% лигнина или производного лигнина.
7. Способ по п. 3, в котором на стадии стабилизации применяются скорости нагревания, составляющие вплоть до 200°C/мин.
8. Способ по п. 3, включающий следующую дополнительную стадию:
f) осуществление растяжения перед карбонизацией и, таким образом, получение высокоориентированного промежуточного углеродного волокна.
9. Способ по п. 8, в котором молекулярная ориентация в волокне осуществляется посредством растяжения волокна в процессе растяжения перед карбонизацией вплоть до 10-кратного при температуре, составляющей ниже 1300°C, предпочтительно ниже 1100°C, наиболее предпочтительно ниже 1000°C.
10. Способ по п. 8, в котором растяжение перед карбонизацией осуществляется при температуре, составляющей от приблизительно 200 до приблизительно 1300°C, предпочтительно от 250 до 1100°C, наиболее предпочтительно от 300 до 900°C.
11. Способ по п. 8, в котором растяжение перед карбонизацией осуществляется в течение продолжительности выдерживания, составляющей от 1 до 90 минут, предпочтительно от 3 до 60 минут и наиболее предпочтительно от 5 до 30 минут.
12. Способ по п. 8, в котором вышеупомянутое растяжение осуществляется при удлинении, составляющем от 10% до 1000%, предпочтительно от 10% до 500%, наиболее предпочтительно от 10% до 300%.
13. Термически стабилизированное неклейкое растяжимое волокно, получаемое способом по любому из пп. 3-7.
14. Высокоориентированное промежуточное углеродное волокно, получаемое способом по любому из пп. 8-12.
15. Использование волокон по пп. 1, 13 или 14 для изготовления углеродных волокон.
16. Способ изготовления высокоориентированного углеродного волокна включающий следующие стадии:
g) обеспечение высокоориентированного промежуточного углеродного волокна по п. 1 или 14 и
h) осуществление стадии карбонизации и необязательно
i) осуществление стадии графитизации,
таким образом, получая высокоориентированное углеродное волокно.
17. Способ по п. 16, в котором карбонизация осуществляется при температуре, составляющей от 900 до 2000°C, предпочтительно от 1200 до 1800°C, наиболее предпочтительно в инертном газе, таком как азот, и необязательно последующая графитизация осуществляется при температуре, составляющей от 2000°C до 3000°C.
18. Высокоориентированное углеродное волокно, получаемое способом по любому из пп. 16-17.
19. Применение высокоориентированного углеродного волокна по п. 2 или 18 в изготовлении усиленных углеродным волокном композитах для применения в приборах, деталях автомобилей, лопатках ротора ветровых турбин или деталях воздушных судов.
