СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИГНИНСОДЕРЖАЩЕГО ПРЕДШЕСТВЕННИКА ВОЛОКОН, А ТАКЖЕ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН

1. Способ производства лигнинсодержащего предшественника волокна для производства углеродных волокон и/или активированных углеродных волокон, в котором:
а) раствор, содержащий, по меньшей мере, один сорт лигнина, а также, по меньшей мере, один волокнообразующий полимер, выбранный из группы, включающей целлюлозу или производные целлюлозы, по меньшей мере, в одном растворителе, выбранном из группы, включающей третичные аминоксиды, ионные жидкости, апротонные полярные растворители, диметилформамид и/или диметилацетамид
b) переносят в коагуляционную ванну экструзией раствора через прядильную фильеру способом мокрого формования из раствора или формования с воздушным зазором, осаждая лигнинсодержащий предшественник.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор, используемый на стадии а), получают смешением или замешиванием, по меньшей мере, одного сорта лигнина, а также, по меньшей мере, одного волокнообразующего полимера, по меньшей мере, в одном растворителе предпочтительно при температурах 60°С или выше, особенно предпочтительно 80°С или выше.
3. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что раствор фильтруют перед введением в коагуляционную ванну.
4. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что диаметр прядильного отверстия прядильной фильеры составляет от 50 до 600 мкм, предпочтительно от 100 до 500 мкм.
5. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что формование проводят способом мокрого формования из раствора или формования с воздушным зазором, где воздушный зазор предпочтительно составляет, по меньшей мере, 10 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 20 мм и, самое большее, 500 мм.
6. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что лигнинсодержащее волокно по п. b)
а) вытягивают, предпочтительно вытягивают, по меньшей мере, в 1,1 раза, даже предпочтительно в 1,1-12 раз, особенно предпочтительно, по меньшей мере, в 1,5 раза, особенно предпочтительно, по меньшей мере, в 2 раза к его длине, особенно при температуре, по меньшей мере, 60°С, предпочтительно, по меньшей мере, 80°С, даже предпочтительно, по меньшей мере, 90°С, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 100°С, причем вытягивание выполняют предпочтительно в осадительной ванне, на воздухе или в водном паре,
b) промывают, предпочтительно промывают деминерализованной водой,
с) затем обрабатывают текстильными вспомогательными добавками для улучшения прочности нити и для исключения электростатических зарядов,
d) сушат, особенно путем сматывания или закручивания волокна на или вокруг нагретых валков и/или сквозной сушкой при температуре, по меньшей мере, 80°С, предпочтительно, по меньшей мере, 100°С и/или
е) сматывают.
7. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что волокно обрабатывают замасливателем до сушки, после сушки или до и после сушки.
8. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что соответственно концентрация, относительно всего раствора,
а) по меньшей мере, одного сорта лигнина составляет от 1 до 99% масс., предпочтительно от 2 до 30% масс., особенно предпочтительно от 3 до 20% масс., и/или
b) по меньшей мере, одного волокнообразующего полимера составляют от 1 до 99% масс., предпочтительно от 5 до 40% масс., особенно предпочтительно от 7 до 30% масс.
9. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что коагуляционная ванна содержит воду или смесь воды и органической жидкости, такой как апротонные полярные растворители, в частности ДМСО; такой как алифатические амиды, которые являются жидкими при комнатной температуре, в частности диметилформамид (ДМФА) или диметилацетамид (ДМАА); третичные аминоксиды, в частности N-метилморфолин-N-оксид; ионные жидкости, предпочтительно ионные жидкости, выбранные из группы, включающей имидазолиниевые соединения, пиридиниевые соединения или тетраалкиламмониевые соединения, особенно предпочтительно 1-бутил-3-метилимидазолинийхлорид, ацетат 1-бутил-3-метилимидазолиния, ацетат 1-этил-3-метилимидазолиния.
10. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что рН коагуляционной ванны находится в интервале от 1 до 7, предпочтительно от 2 до 5.
11. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что апротонный полярный растворитель представляет собой диметилсульфоксид (ДМСО), и третичный аминоксид представляет собой N-метилморфолин-N-оксид (NMMNO), в частности моногидрат NMMNO, и ионные жидкости выбирают из группы, включающей имидазолиниевые соединения, пиридиниевые соединения или тетраалкиламмониевые соединения, особенно предпочтительно 1-бутил-3-метилимидазолинийхлорид, ацетат 1-бутил-3-метилимидазолиния, ацетат 1-этил-3-метилимидазолиния и/или их смеси.
12. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что целлюлозу и/или производные целлюлозы выбирают из группы, включающей карбамат целлюлозы, аллофанат целлюлозы и гемицеллюлозу и/или их смеси или комбинации.
13. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один сорт лигнина получен способами варки древесины и однолетних растений и выбран, в частности, из группы, включающей щелочной лигнин, крафт-лигнин, лигносульфонат, тиолигнин, органосольвентный лигнин, ASAM-лигнин, лигнины из процессов варки посредством ионных жидкостей или ферментов и/или их комбинации или смеси.
14. Предшественник волокна для производства углеродных волокон, отличающийся тем, что
а) содержит, по меньшей мере, один сорт лигнина от 1 до 99% масс.,
b) содержит, по меньшей мере, один сорт волокнообразующего полимера от 1 до 99% масс., и
с) по возможности имеет прочность, по меньшей мере, 10 сН/текс, предпочтительно, по меньшей мере, 20 сН/текс и/или
d) по возможности имеет модуль упругости, по меньшей мере, 1000 сН/текс, предпочтительно, по меньшей мере, 1300 сН/текс.
15. Предшественник волокна, произведенный способом по любому из пп. 1-13.
16. Способ производства углеродного волокна, в котором предшественник волокна по пп. 14 или 15 стабилизируют при температурах от 100 до 600°С и карбонизируют при свыше 800°С в инертных условиях.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что углеродное волокно подвергают действию водяного пара после карбонизации при температурах >200°С, предпочтительно >300°С.
18. Углеродное волокно, производимое согласно способу по любому из пп. 16 или 17.