ИСТИНА

Изобретение относится к технологии производства карбонизированных волокон с использованием модифицированного поливинилспиртового (ПВС) волокна. Способы модификации ориентированных ПВС-волокон бисульфатом калия включают следующие стадии. Нанесение бисульфата калия на поверхность ПВС волокна, высушивание ПВС-волокна до выпадения кристаллов бисульфата калия на поверхности волокна, термообработку, предварительную термостабилизацию модифицированных ПВС-волокон в газовой среде при 350-600°С. Нанесение бисульфата калия на ПВС-волокна включает: смачивание ПВС-волокна раствором бисульфата калия, высушивание до осаждения кристаллов на поверхности волокна. Способы карбонизации с использованием модифицированных ПВС-волокон в качестве предшественника включают следующие стадии. Модификация ориентированных ПВС-волокон, включающая термообработку и предварительную термостабилизацию, и карбонизация ПВС-волокон при 1000-1500°С. Обеспечивается ускорение процесса физического соединения бисульфата калия и ПВС-волокна, что Заявляемое изобретение относится к технологии производства карбонизованных волокон с использованием модифицированных поливинилспиртового волокна (ПВСволокна) для замены вискозного волокна как предшественника и в частности к способам модификации ориентированных ПВС-волокон. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ Расширение ассортимента и комплекса свойств низкомодульных углеволокнистых материалов, сырьевыми прекурсорами которых в настоящее время являются в основном гидратцеллюлозные волокна и пеки, является актуальной задачей, поскольку мировая промышленность активно ищет дешевую и экологически безопасную альтернативу существующим промышленным прекурсорам углеродных волокон. Одним из перспективных направлений в этом отношении, по совокупности показателей, является использование поливинилспиртового (ПВС) волокна. Однако термопластичность и низкая термостойкость ПВС ставит задачу поиска эффективных модификаторов - каталитических систем, способствующих усилению процессов структурирования и карбонизации полимера. В качестве таких модификаторов для ПВС обычно используют фосфор- и серосодержащие соединения. В настоящей изобретении раскрыто, как эффективно использовать серосодержащее соединение – гидросульфат или бисульфат калия (БСК). Известны способы карбонизации волокон с использованием модифицированных ПВС-волокон в качестве предшественника (прекурсора), включающий модификацию ориентированных ПВС-волокон, включающую термообработку и предварительную термостабилизацию, и карбонизацию термостабилизированных ПВС-волокон в газовой среде. Покажем некоторые из них. Известно [Frank E., Steudle L.M., Ingildeev D., Spörl J.M., Buchmeiser M.R. Carbon fibers: precursor systems, processing, structure, and properties. 2014. Angew. Chem. Int. Edit. V. 53. P. 5262–5298], что предшественниками (прекурсорами) углеродных волокон, обладающих высокой термической стабильностью и химической стойкостью, могут являться синтетические, природные и искусственные волокна с самой различной химической структурой. Растущие объемы современного высокотехнологического производства (самолетостроение, транспортное машиностроение) требуют значительного удешевления стоимости производимых углеродных волокон. Одним из возможных способов решения этой задачи является использование, в качестве предшественников (прекурсоров) для получения углеродных волокон, производимых в больших объемах (крупнотоннажных) синтетических волокон с простой химической структурой, таких как поливиниловый спирт (ПВС ), который характеризуется низкой стоимостью производства, высокими упруго-прочностными характеристиками в ориентированном состоянии и одним из максимально возможных среди других органических предшественников (прекурсоров) содержанием углерода в структуре (так называемый коксовый остаток, 53% по весу). Известно также [Термо-, жаростойкие и негорючие волокна/Под ред. А. А. Конкина. — М.: Химия, 1978, С. 217-340. (рус) Konkin, A. A. (1978) High-temperature (carbon) fibres, in Thermally Stable, Heat-Resistant and Fire-Retardant Fibres (ed. A.A. Konkin), Khimiya, Moscow, pp. 217-340. (eng)], что в основе любых известных промышленных способов получения углеродных волокон из органических предшественников (прекурсоров) лежит управляемый процесс термической деструкции предшественников (прекурсоров) при их термообработке вплоть до температур 1500°С (карбонизация) или 3000°С (графитация), который сопровождается протекание различных химических реакций и изменением структуры предшественников (прекурсоров). При этом важнейшими целевыми (не побочными) для получения высококачественного углеродного волокна реакциями являются реакции дегидратации и циклообразования, протекающие в термообрабатываемых волокнах. Для органических предшественников (прекурсоров) типа ПВС, имеющих простую химическую структуру и принципиально не имеющих, вследствие этого, возможность образовывать в процессе термообработки внутримолекулярных циклических структур, необходимых для формирования структуры углеродного волокна, как это имеет место, например, для широко используемого в производстве углеродных волокон другого предшественника (прекурсора) - полиакрилонитрила (ПАН), возможность контролируемо управлять реакцией дегидратации является абсолютно необходимой для организации всего процесса получения углеродного позволяет объединить все этапы производства карбонизированного волокна в единый технологический процесс. Заявляемое изобретение относится к технологии производства карбонизованных волокон с использованием модифицированных поливинилспиртового волокна (ПВСволокна) для замены вискозного волокна как предшественника и в частности к способам модификации ориентированных ПВС-волокон.