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碳纤维研习社从国家知识产权局获悉，中复神鹰碳纤维股份有限公司最新申请一项发明专利公开，专利名称为“一种聚丙烯腈预氧丝及其制备方法、聚丙烯腈碳纤维”，授权公布日期2024年11月8日。
碳纤维因其优异的力学性能，如高比强度和比弹性模量，被广泛应用于航空航天、汽车和休闲用品工业。碳纤维的生产通常以聚丙烯腈（PAN）为原料，经过纺丝、预氧化和碳化等阶段制成。预氧化是生产过程中的关键步骤，涉及将PAN线性分子链转化成耐热的梯形结构。
预氧化过程中的起始放热温度（Ti）对碳纤维的力学性能有重要影响。
共聚改性：通过将乙烯基酚类化合物作为改性剂与丙烯腈进行共聚反应，改性剂分布在PAN分子链中，降低了PAN原丝的起始放热温度，促进了预氧化过程中的环化反应。 改善皮芯结构：改性剂的存在为氧提供了通道，有利于氧气分子的渗入芯部，改善了PAN预氧丝的皮芯结构。 提高碳纤维强度：通过改性处理，预氧化过程较为缓和，分子结构和晶粒结构较为完整，从而提高了纤维的抗拉伸强度。
降低起始放热温度：通过共聚改性，降低了PAN原丝的起始放热温度，避免了集中放热导致缺陷的产生。 改善皮芯结构：改性剂的引入改善了预氧丝的皮芯结构，使得芯部更为致密，减少了后续碳化过程中孔洞的形成。 提高碳纤维强度：通过改性处理，提高了碳纤维的抗拉伸强度，满足了高性能应用的需求。
起始放热温度：实施例中的预氧化起始放热温度低于对比例，表明改性剂的加入有效降低了起始放热温度。 环化度：实施例中的环化度高于对比例，说明改性剂促进了环化反应的进行。 拉伸强度：实施例中制备的碳纤维的拉伸强度明显高于对比例，尤其是实施例4中的碳纤维拉伸强度提高了约20%。
（专利公布的制备工艺流程图）
公布的专利推动了碳纤维生产技术的进步，特别是在提高碳纤维强度和改善预氧化质量方面，提高了碳纤维的生产效率和产品质量，具有重要推动意义。
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