Патенты автора ХАРМОН Билли Д. (US)
Изобретение относится способу получения полиакрилонитрильного (ПАН) полимера с узким молекулярно-массовым распределением и к способу получения углеродного волокна из ПАН-полимера. Способ получения полиакрилонитрильного полимера заключается в том, что объединяют акрилонитрильный мономер с растворителем по меньшей мере одним сомономером и тиокарбонилтиосоединением. Полученный раствор нагревают до температуры от 40°С до 85°С. Затем к раствору добавляют инициатор для регулирования реакции полимеризации. Полимеризация регулируется путем контролируемой/живой радикальной полимеризации, в которой тиокарбонилтиосоединение действует в качестве агента передачи цепи с обратимым присоединением-фрагментацией (RAFT). Сомономер выбирают из группы, состоящей из виниловых кислот, виниловых сложных эфиров и виниловых производных. Инициатор представляет собой азосоединение или органический пероксид. Способ получения углеродного волокна заключается в том, что вначале получают раствор вышеуказанного полимера. Далее осуществляют формование путем мокрого формования или формования с воздушным зазором с образованием предшественника полиакрилонитрильного волокна, который коагулируют в коагуляционной ванне. Далее вытягивают предшественник волокна из коагуляционной ванны роликами через промывную ванну для удаления излишка коалулянта. Затем растягивают предшественник волокна в ваннах с горячей водой для придания молекулярной ориентации в волокнах. После этого осуществляют сушку вытянутых предшественников волокон. Затем проводят окисление предшественника волокна под напряжением в одной или более печах, в которые подают нагретый воздух. Далее проводят карбонизацию окисленного предшественника волокна в одной или нескольких печах, имеющих инертную, свободную от кислорода, атмосферу. Изобретение позволяет получить полиакрилонитрильный полимер, который имеет низкий индекс полидисперсности 2 или менее и молекулярную массу в диапазоне от 60 кг/моль до 500 кг/моль, и получить углеродные волокна с улучшенными механическими свойствами, постоянным поперечным сечением и небольшими микродефектами. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил., 8 табл., 2 пр.
