Способ термостабилизации пековых волокон

Комитет Российской Федераци по патентам и товарным знака ИЗОБРЕТЕН И СЩ ование: в качестве вого назначения.сформованное воическим полем с20 кВ/см. Затемупенчато от 150 до1 табл Йд 37 - 38Ляпюшкин АЯЖуравлев АЛ;нСАерий ЯковлевичОСТАБИЛИЗАЦИИ ПЕКООПИСАН ПАТЕНТУ(57) Иаюпьз риала технеческ тения: на свеже ют эпектростат женностью 3 - рабатывают ст 2,5 ч. 1 э.пф-лы локнистого мате Сущность изобре окно воздейству средней напряволокно термооб 250 - 300 ОС 1 -.посс бам термостабилиэации (приданиюелагкости) пековых волокон в процессеполу ения углеродных волокнистых материл ов техн ческсго назначения.Из есе способ защиты недоотвержых волокон от спекания нанесением наяс;ргость онкодисперсных порош., ч г;.аимер; оксидов или карбидов, 10Н.,иу;ром атого способа являетсяесозглоцость эффективного покрытия.сей иов;,рхности элементарных всиокон,особенно в наиболее опасных местах их вэасл х котя ктов, 151 зеесен способ термостабилизацииполимерных волокон, например палиакри, з.ри гых (ПАН) волокон, сог асно коорому исходные волокна подвергают,б и еио-лучами, что позволяет ускоритььпоследующее окисление на воздухе,Однако, е эом случае необходимо прил е г е 1 сочи ха у -излучения, что сущест . у . еконструкцию оборудования,.е 1о сгецальой радищиоой за) Ец ы,Наиболее близким изобретению являя способ термостабилизации пековогослок 1 а обработкой на воздухе в присутсти окислов азота, серы, галогенов или дру, окислителей.Однако этот способ имеет ряд недостатков, связанных с высокой корродирующейспособностью окисляющей среды по отношению к металлу рабочего короба печи дляф Г:ермообработки, необходимостью щател ьной капсюляции оборудования при непрерывном процессе и трудностями в очисткееентвыбросов.Целью изобретения является разработка ускоренного способа термостабилизации пековых волокон.Поставленная цель достигается двухстадийной обработкой свежесформованныхчековых волокон; на первой стадии - в элекростатическом поле средней напряженностью 3 - 20 кВ/см и на второй стадии -нагревогл на воздухе о 1 150 до 250 - 300"Сэа 1-2.5 ч.Как будет показано на нижеследующихпримерах, в заявляемых условиях возможносокращение продолжительности стадиитермостабилиэации на 30 - 50.П р и м е р ы 1 и 2, Волокно, сформированное иэ расплава иэотропного пека, непрерывно пропускают через электростаическоеполе, средняя напряженность которого указана в таблице, Напряженность поля устанавливают путем подбора расстояния и разницы потенциалов между электродами, под. кпюченными к источнику высокого напряжения; среднюю напряженность поля рассчитывают как отношение разницы потенциалов к расстоянию глежду электродами. Воздействие электростатического поля на волокно определяют, изучая под микроскопом растворимость в хлороформе исходных и обработанных волокон,Свежесформированные волокна растворяются е момент контакта с хлороформом, а обработанные в электростатическом поле - в течение 40-60 с. Обработанные волокна пдмещают на транспортер и вводят в многозонную печь, где термообрабатывают в среде воздуха, ступенчатого наревая за 1-2,5 ч от 150 до 250-300 С, Ускорение процесса термостабилизации подтверждается тем, что нагрев волокна в ходе окисления до 240"С приводит к полной потере его растворимости в хлороформе.Полностью термостабилизированное волокно - мягкое и распрядисое - подвераювысокотемперагурной обработке, непрерыво прогуская через печь с температурой 1000 С в среде азота особой исоты. Полученные углеродье волокна - мягкие и эластичные, их показаели приве- лены е таблице,П р и м е р 3 и 4. Волокно, сформоеанное из расплава изотропного пека и быстро- растворимое в хлороформе, помещают на транспортер и вводят в многозонную печь, где термообрабатывают в среде циркулирующего воздуха, ступенчато нагревают за 2,5 - 3,5 ч от 150 до 300 С. После нагрева до 240 С волокно не теряет растворимость в хлороформе. При нагреве за 2,5 ч до 300 С (пример 3) волокно частично спекается и еряет распрядистость, что свидетельствует о слишком большой скорости нагрева и сопровождается падением характеристик полученного углеродного волокна,Снижение скороСти нагрева и, соответственно, увеличение продолжительности окисления волокна с 2,5 до 3,5 ч (пример 4) позволяет получить распрядистое термостабилизированное волокно и обеспечивает более высокие показатели полученного из него углеродного волокна.2001166 Влияние условий термостабилизации пековых волокон на их свойства и свойства полученных из них углеродных волоконПродолжение таблицы,Примеры, иллюстрирующие эффективность заявленных условий термостабилизациипекового волокна,Сравнительные примеры.) Характер растворимости волокна в хлороформе;НР - нерастворимо, МР- медленно расторяется,0- растворяется. БР - быстро растворяется,Формула изобретения 1, СПОСОБ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ ПЕКОВЫХ ВО- локон путем термообработки свежеформованных волокон на воздухе. отличающийся тем, что на свежесфоомированное волокно предварительно воздействуют электростатическим полем средней напряженности 3- 20 кВ/см.2, Способ по и.1, отличающийся тем,что термообработку проводят ступенчатоот 150 до 250 - 300 С в течение 1 - 2,5 ч.