Способ получения волокна из пека

(И) Комитет Российской Федераци о патентам и товарным знака Я ) , еМт ИК ИЗОБРКТЕБИ(57) Испопьзование: в кач риала технического назна тенил: расплав пека экст при температуре, на 110 температуру размягчения ют вытяжку вопокна в эп средней напряженностью 7-38Журавпев АЛ, Учитепь МЛ.; анов СА; Стырикович И.М. ий Яковлевич ЕНИЯ ВОЛОКНА ИЗ ПЕК(21) 5030395/05 (22) 0303.92 (46) 15.10.93 Бютт ЬЬ (75) Варшавский ВЯ, Мещеряков ОЛКоре (73) Варшавский Ваде (5 а) СПОСОБ ПОЛУЧ естве волокнистого маечения. Сущность изобргрудируют через фипьеру - 200 С превышающей пека. Затем осуществляекростатическом попе со 3 - 20 кВ/см. 1 табпИзобр 1 ецие относится к технологии форлО)эч волокна из расплава пека с цель 1;)1 ледующей его переработки в углег;) волокно и получения волокнистых гх;гицЭЛОВ ТЕХНИЧЕСКОГО НаэНаЧЕНИЛ,Известен способ получения полимерык волокон электростатическим методом, : ОгЛЭСНО КООРОМУ ИСПОЛЬЗУЮТ ДИЭЛЕКтРИ- .ские расплавы, а противоэлектродом слуи место сбора волокна..)дгэко, в этом случае невозможно ре- изина гь условия, необходимые для формо-и дч непрерывных пековых волокон,Известен способ получения волокна из ; кэ. вклО лющий плаалецие и зксруди)О );,иег кэ, иглеюцего темцерэтуру рэзмлгче, . ч 20) Г., через Фильеру цри температуре;)ДНакО ЭОт МЕТОД фОРМОВанИЛ ИМЕЕТ ряд недостатков, Расплав пека в отличие от расплава полимеров хэрэктеризуегся боль- О ей зависимостью вязкосги от температуры, что приводит к необходиглос) и тцэегЬио о выдерживэиия темцерзгуры плана, ниже которой его стру) ки неспоеоб ны к фильерной вытяжке, э выше - наступа ет кэпчеобразование.Кроме того, низкая прочность свеже сфорговэнноО волокна ца позволяет дэже цри Оптимальной температуре реализовать высокую степень фильерцой вытяжки.В этом случае плав пека, обладающий коллоидной структурой и содержащий тугоплавкие компоненты; плохо фильтруегся и часто засоряет отверстия фильеры, а потому формование волокна протекает нестабиль но.Наиболее близким к изобретению является способ получения волокон из пека экструдированием расплава через фильеру, представляющую собой центрифугу с отверстиями, расположенными по периметру, Число оборотов центрифуги сосавллет 900 - 2000 об/мин, В этом случае через Отверстия диаметром 0,50,7 мм удается сформировать и вытянуть пековое волокно диаметром 8 - 12 мкм, Однако этот метод имеет недостатки, связанные с ацпарэтурным оформлением процесса, поскольку требует создания высокоскоростной цеигрифуги, цагреваемой до температур 250- 300 С с точностью выдерживэция температуры .2 С. Такая глашиэ сложна в из.отовлении и эксплуатации и ее цеа достигает 30 - 40 оь От стоиглости всей поточной линии получения углеродного волокна.Целью изобретения является разработка экономичного способа, обеспечивающего стабильность процесса формования волокна из расплава пека Для достиженил 5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 поставленной цели волокно формук)г израсплава пека с температурой, превышающей температуру размягчения пека (по КИС)на 110-200 С, в электростатическом поле сосредним напряжением 3 - 20 кВ/см. Машинаформования в данногл случае имеет простуюконструкцию, состоящую из узла плавленияи дозировки пека и стационарого элсктрода. Т.е. стоимость не превышает 10"-,ь отстоимости погочиой линии голученил углеродного волокна,П р и м е р ы 1-4 иг)лэзывэот, что необходимый эффект досигэегсл Олько цри сочетании указанных параметров,П р и м е р 1 и 2, Пек, цолучсч,й путемтермоцоликоденсэци 1 .лжелои сголы бензина, имеет рэзмлгчеил (ио КИС) 98 С,По своим показателям оц сои;=тствуег1 у 38.401-66-54.90 "ПекОфтлной 1 гтокюоб разую щий",Пек перерэбэтыв;)к) в волокно иэ экс -грудере, сцэб;к-.-;ином дози)уощиг шесте)ЕИЧЗТЬГ И;)СГ)СИКО, ) СЛОРИ с)ОРГ 40 ВЭНИ)Олок цэ ц )и )едеи ы в т блицеВь) екэ,оцэч из Отерсгил фильерыс)руйкэ плэвэ цоиэдэег 1: электростэтиче 1,КО, ПОЛО, СО ДЭВ 1 ЕМОО С ПОМОЩЬ 0 ИСТОцика высокого илгрлгке 1 л 14 еч,г фльеройИ ЦРГ ИЛОЭГЕКТ 1 ОДОМ, ",)Е,ЦОКГЦРг)КО- НОСТЬ ПОЛЯ РЭССЧ:Т:ЕЭЛИ КЭК ОТНОШЕНИЕразности потец 1,".ли, 1 екду фил,ерой иирогивозлектродом к ра.е Оиио между ними,Длл гредогврэщенил зл)кгростатического ирилицэния форму)мой нити к проиВоэлек 11)оду нить сдую от с)к;)т м воздухоми нэгравллют нэ нитесборцик, Диэглетрсвежес+Ормовэцоо волокцэ составляет13-16 мкм, Фтрмовние 1- ротекэет стабильно в широком диэиэзое емперэтур фильеры и средней напряженноеиЭЛЕК ГРОСТЭ) ИЧС.КОГО 1-О Л.Сфордогэг)е волокО цодгергНотдвухстэдийиой герми и.ской Обэботке вс)ободо сосголции: сначала иэ воздухедо температуры 300 С (длл 1)дгил иеплэвкост), э зэ)ем ) среде азота до тегпера гуры 1000 С,Получециые углеродные ио)окна игеютдИГ)МЕтр 11-1)1 1,КМ, Про НОСТЬ 70 -97 КГ/ММи модуль упругости 3,9- 1,2 т/г:;м,По своим хэрэкгорис) икам они иа уступао углеродным волокнам, полуцеиым из нефтяного пека фир ой Куреха (ЯгОния).П р и г е ры 3, 4(сравнительные), Тот же пек, кэк в примерах 1 и 2, формуют из расплава на машине с зксрудером и шестереичатым насосом по режиму, приведенному о таблице, но без электростатического поля,2001165 лилнггв Ьглппиг плковык вплокон нл ьвпггСлвл ппсь гонг ыь из ги, углсрппгыг врлгггг сн., цил зв ьг Лу , л с г ьг:г.з и ппо пгз условна ицз мвгкЛ Згглмгг рсгиа 1 илгл к гг иод Сггь злль Сосгв г нппга гр,сн гани г. л.ильгсигвпвл"г ропм см гнпсрагу згугогг гоник п з 1 ц ГзО ря се 25 11 и 2 ГгО 52 У 2 з Г лвв исгсг в "г,гзами г улвгг ьс "г, к сгно СФОрмпвл.ь Лг ь в гив гз" г ььн слсвиа про,гсссл 4 глрь 1 гго ггрглульпрггпсгГГв 4, аа 00 С превышя пека. а ощей темературу ьпях,ку проводят в е со средней наусм. 110 размягчен электроста пряженнос тическом и тьо 3-20 к Составитель И,Девнина актор М.Самерханова Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, Ул.гагари Сформированную нить вытягивают с помощью эжектора и укладывают в приемное устройство, Лучший режим формования (пример 3) позволяет в этих условиях получить волокно диаметром 32 мкм, Из этого волокна путем термообработки не удается получить углеродное волокно с высокими показателями. его прочность составляет 31 кг/мм, что объясняется большим диамет 2ром свежесформированного и, соответст венно, углеродного волокна,Стабильность процесса формования также невысока: через 30 минут наблюдается эасор отверстий фильеры.Увеличение диаметра отверстия филье ры для снижения опасности засора невозможно, так как при эгом дополнительно возрастает диаметр сформованного волокна. Формула изобретеия спОсОБ пОлучения БОлОк 1 А ИЗ пекА экстру. дированием расплава пека через фильеру и вытяжкой, отличающийся тем, что зкструдирование осуществляют при температуре Увеличение подачи воздуха в эж ктсгр е целью повышения ступени ввтсг 11 лГ и снижения Диаметра волокна рр 111 дит к резкому возрастанию его обрывос 1 и При повышении температуры формовани с 260 до 280 С (пример 4) плод пека геряет спо собность к волокнообразованию, что обьсс няется (как это отмечено в описании заявки) сильным снижением вязкости расплава пека.