预氧化聚丙烯腈薄膜、隔热石墨薄膜、导热石墨薄膜以及制备方法

摘要

本发明公开了一种预氧化聚丙烯腈薄膜、隔热石墨薄膜、导热石墨薄膜以及制备方法，采用聚丙烯腈基材作为原料，将所述聚丙烯腈基材在加热条件下进行预氧化反应后得到预氧化聚丙烯腈薄膜，所述加热温度小于所述聚丙烯腈基材的熔点、且大于聚丙烯腈基材的热分解温度，所述预氧化聚丙烯腈薄膜的耐温温度为200-500℃，其中，所述聚丙烯腈基材的厚度为0.025-3mm，且所述聚丙烯腈基材的熔点大于其热分解温度；本发明采用聚丙烯腈作为原料，由于聚丙烯腈原料的成本低，因而大大利于应用产业领域的制造优化和降本。

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜加工应用技术，具体涉及了一种预氧化聚丙烯腈薄膜、 隔热石墨薄膜、导热石墨薄膜以及制备方法。

背景技术

聚丙烯腈（polyacrylonitrile，PAN）高分子侧链中由于存在极性很强的 氰基（-CN），氰基之间会产生强烈的相互作用力导致PAN的熔点（理论值为 319℃）高于其热分解温度（约为250℃），很难采用熔融方法进行加工，因此， 现有技术中一般采用溶液纺丝加工方法来制备PAN纤维，其具体发展过程为： 1941年，美国杜邦（Du Pont）公司开发了二甲基甲酰胺（DMF）作为PAN 的溶剂进行干法纺丝，1958年美国氰胺（American Cyanamid）公司以硫氰酸 钠水溶液作为溶剂，开发了PAN的湿法纺丝工艺，即为溶液纺丝加工方法。

然而，现有的溶液纺丝加工方法的纺丝原液中，需要大量溶剂来完全溶 解PAN原料，溶剂一般需占纺丝原液中的75-90wt%，甚至高于90wt%以上， 而这些溶剂一般均为腐蚀性的无机溶剂或挥发性的有机溶剂，如二甲基亚砜 （DMSO）、二甲基乙酰胺（DMAc）、硝酸、α-吡啶烷酮、环丁砜等，而最 终仅有10-25wt%的纺丝原液用于加工产品中，其中，溶剂的回收和提纯、以 及废气或废水处理不仅需要投入高能耗和加工设备投资，同时更是给环境和 生产带来了很大安全隐患。此外，溶液纺丝加工方法也只能制备得到PAN纤 维，而无法制备得到PAN薄膜。

为此，人们一直在探索降低PAN的熔点，进而使得通过熔融方法加工制 备PAN纤维或PAN薄膜具有可行性，目前主要采用的方式为增塑剂增塑法和 化学共聚增塑法，其中，化学共聚增塑法可通过熔融加工制备得到PAN，具 体是在聚合过程中引入第二单体或第三单体，降低PAN聚合物的熔点，但这 种方法往往降低了PAN聚合物的力学性能和热性能，应用范围受到极大限制； 而增塑剂增塑法是指在PAN中添加增塑剂，现有技术中，PAN的增塑剂主要 为水，为防止水在加工温度下的汽化，通常采用加压熔解而后减压成型的方 法，工艺过程难以控制。

下面具体介绍一些关于可熔融加工的聚丙烯腈聚合物的现有技术：

公开号为CN100999604A的中国专利公开了一种可熔性聚丙烯腈复合物 及其制备方法，复合物中含有的增塑剂为离子液体，其制备方法是将质量百 分数为72～98%的聚丙烯腈与质量百分数为2～28%的离子液体混合，在25～ 90℃下搅拌，所制备的复合物可以在120～155℃下熔融，聚丙烯腈复合物可 作为聚丙烯腈纤维、膜等的原料，离子液体种类多，无毒，无挥发性，有利 用于环境保护。

又如公开号为CN101323656A的中国专利公开了一种丙烯腈共聚物及其 制备方法和用途，该丙烯腈共聚物分子链上的丙烯腈与第二单体单元的摩尔 比为2∶1～19∶1，配方为:丙烯腈单体70.0～90.0MOL%；第二单体10.0～ 30.0MOL%；引发剂和链转移控制剂分别占单体总量的0.1～16.2MOL%和 0.05～5.0MOL%。该制备方法采用本发明丙烯腈共聚物配方和如下工艺：在 反应容器中加入适量的去离子水，氮气冲洗5～400分钟，温度0～70℃；然 后一次性加入所述的链转移控制剂和引发剂；在混合容器中加入丙烯腈单体 和第二单体,充分混匀后，缓慢滴加至所述反应容器中，滴加完毕后继续搅拌 20～40分钟，过滤产物，去离子水洗涤三次，真空干燥后即得。

再如公开号为CN102806022A的中国专利公开了一种聚丙烯腈基微孔膜 的制备方法，该方法采用TIPS工艺，包括：1.制备可熔融丙烯腈基共聚物； 采用投料摩尔比为95/5～70/30的丙烯腈单体与第二单体混合物，经聚合工艺 制备可熔融丙烯腈基共聚物；2.制备丙烯腈基铸膜液；将所得共聚物与稀释剂 按1/9～5/5wt%重量比加入搅拌釜中，加热至140～230℃，形成均匀溶液后脱 泡10～60min，制得PAN基铸膜液；3.制备微孔膜；制备平板膜方法是将所述 铸膜液倒入预热至150～230℃模具中压延成形，冷却、固化、萃取后即得；制 备中空膜方法是将所述铸膜液倒入纺丝机中，在150～230℃下挤出，经萃取稀 释剂后即得。

然而，这些专利通过分别通过离子液体作为聚丙烯腈复合物的增塑剂或 采用丙烯腈基共聚物降低聚丙烯腈复合物的熔点，进而实现聚丙烯腈复合物 可在低于其热分解温度的条件下进行熔融加工成型，但这些制备成型的聚丙 烯腈薄膜的熔点低于其热分解温度，在实际中，需要对这些成型的聚丙烯腈 薄膜进行后续加工改性后才能实现最终的产业应用，因此这些后续加工改性 的温度条件必然要大于聚丙烯腈薄膜的热分解温度才能实现加工改性，而通 过上述这些专利制备得到的聚丙烯腈薄膜的熔点又低于其热分解温度，会导 致还未到达加工改性所需的温度条件时，聚丙烯腈薄膜已经融化，进而导致 无法实现加工改性，最终导致聚丙烯腈薄膜无法进行产业应用。

同时由于目前各应用产业使用的如需要具有阻燃、耐温、耐化学腐蚀等 优良特性的防护材料，如消防人员的防火服材料；需要具有优越隔热特性的 高效隔热石墨薄膜，以及需要具有优越导电特性的呈规整层状的导热石墨薄 膜等，均存在制备成本较高，以制备具有优越导电特性的呈规整层状的导热 石墨薄膜为例，由于技术限制，现有技术主要采用聚酰亚胺薄膜作为制备原 料，依次经碳化反应、石墨化反应后最终制备得到具有优越导电特性的呈规 整层状的导热石墨薄膜，由于聚酰亚胺薄膜的使用成本高，其价格在每公斤 2000人民币左右，目前只能在高端的电子电器产品上使用,由于成本因素极 大地制约了该产品的应用范围。

结合上文所述，由于聚丙烯腈材料的价格低廉，使用成本低，其成本几 乎约为聚酰亚胺薄膜的十分之一，如果寻求得到一种可实现后续加工改性的 聚丙烯腈薄膜，并对其进行改进工艺处理后，来取代目前各应用产业使用的 一些制备成本昂贵的材料，同时由于不存在成本因素，更是可以应用到其他 中低端的电子电器产品及其他产业，有效扩大了应用产业范围，这对于整个 行业甚至是若干个产业都是极具高度意义的。

因此，综合上述内容，需要迫切寻找一种技术方案来解决上述技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种预氧化聚丙烯腈薄膜、隔热石墨 薄膜、导热石墨薄膜以及制备方法，制备成本低，因而大大利于应用产业领 域的制造优化和降本。

本申请发明人在认真研究了背景技术存在的技术问题后，发现，要真正 实现聚丙烯腈薄膜可进行后续加工改性后实现最终的产业应用，首先需要确 保制备得到的聚丙烯腈薄膜的熔点高于其热分解温度，否则，在聚丙烯腈未 达到热分解改性温度前，聚丙烯腈就已经融化，因而导致根本无法完成加工 改性，但目前公开的可对聚丙烯腈原料进行熔融加工的方式，大多通过离子 液体作为聚丙烯腈原料的增塑剂或采用丙烯腈基共聚物降低聚丙烯腈原料的 熔点，进而实现聚丙烯腈原料可在低于其热分解温度的条件下进行熔融加工 成型，却又导致这些制备成型的聚丙烯腈薄膜的熔点又会低于其热分解温度， 如需要将公开号为CN101323656A的中国专利公开的聚丙烯腈薄膜进行后续 加工改性后实现最终的产业应用时，必需将该聚丙烯腈薄膜中含有的等离子 增塑剂通过萃取等复杂工序去除，才能确保聚丙烯腈薄膜的熔点高于其热分 解温度，实际应用成本过高，而采用丙烯腈基共聚物制备得到的聚丙烯腈薄 膜更是根本无法通过工序处理使其可以进行后续加工改性，以实现最终的产 业应用。

而如在背景技术所述，增塑剂增塑法是指在聚丙烯腈原料中添加大量水 （约占总原料体系的40wt%或40wt%以上），水作为PAN的增塑剂，降低聚 丙烯腈高分子侧链上氰基之间会产生强烈的相互作用力，从而降低原料体系 的熔点，为防止水在加工温度下的汽化，通常采用加压熔解而后减压成型的 方法，工艺过程难以控制；而且，在熔融挤出工艺的冷却过程中，由于熔体 中含有大量水，由于水挥发会导致最终制备成型得到的聚丙烯腈薄膜中存在 大量的气泡，影响聚丙烯腈薄膜的成型质量。

基于本申请发明人基于对聚丙烯腈材料以及熔融共挤工艺的多年开发经 验，并经过大量实验，提出将聚丙烯腈材料溶解在溶剂中，且溶剂的质量份 不宜过多，否则如现有的溶液纺丝加工方法中使用的纺丝原液，其溶剂占纺 丝原液中的75-90wt%，甚至高于90wt%以上，粘度过低，根本无法达到熔融 共挤工艺中所需要的最小熔体强度，因而无法制备得到适合进行后续加工、 厚度为0.025-3mm的聚丙烯腈薄膜；本发明在确保熔融共挤工艺所需熔体强 度的前提下，通过将聚丙烯腈材料溶解在溶剂中，可以大幅度降低原料体系 的熔融温度。

本申请人发明人还经过大量调研和分析工作后，发现由于聚丙烯腈材料 的价格低廉，使用成本低，其成本几乎约为聚酰亚胺薄膜的十分之一，如果 寻求得到一种可实现后续加工改性的聚丙烯腈基材（如致密度高的聚丙烯腈 薄膜），并对其进行改进工艺处理后，来取代目前各应用产业使用的一些成本 昂贵的材料，同时由于不存在成本因素，更是可以应用到其他中低端的电子 电器产品及其他产业，有效扩大了应用产业范围，这对于整个行业甚至是若 干个产业都是极具高度意义的。下文将具体介绍本发明的具体技术方案。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种预氧化聚丙烯腈薄膜的制备方法，采用聚丙烯腈基材作为原料，将 所述聚丙烯腈基材在加热条件下进行预氧化反应后得到预氧化聚丙烯腈薄 膜，所述加热温度小于所述聚丙烯腈基材的熔点、且大于聚丙烯腈基材的热 分解温度，所述预氧化聚丙烯腈薄膜的耐温温度为200-500℃，其中，所述聚 丙烯腈基材的厚度为0.025-3mm，且所述聚丙烯腈基材的熔点大于其热分解温 度。

优选地，所述聚丙烯腈基材为聚丙烯腈薄膜，所述聚丙烯腈薄膜的制备 方法包括以下操作步骤：

a）、将60-90wt%的聚丙烯腈和10-40wt%的助剂共混，得到原料体系，所 述原料体系的熔融温度小于所述聚丙烯腈的热分解温度；

b）、将上述步骤a）得到的原料体系进行熔融挤出工艺处理，所述熔融挤 出工艺依次包括加热、挤出成型和冷却步骤，所述加热温度大于或等于所述 原料体系的熔融温度、且小于所述聚丙烯腈的热分解温度；

c）、得到聚丙烯腈薄膜，所述聚丙烯腈薄膜的厚度为0.025-3mm；

其中，所述助剂包括60-100wt%的溶剂，所述溶剂选自二甲基亚砜、二 甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、硫氰酸钠、硝酸、α-吡啶烷酮、环丁砜、氯化 锌中的任意一种或几种的混合。

优选地，所述助剂包括1-30wt%的增稠剂，所述增稠剂选自聚乙二醇、聚 乙烯醇、羟基纤维素、聚丙烯酰胺的任意一种或几种的混合，用于提高原料 体系的熔体强度；

所述助剂包括1-30wt%的水，与所述增稠剂互溶。

优选地，在所述步骤b）完成后、步骤c）进行前，还包括:

c0）、对所述步骤b）得到的聚丙烯腈薄膜进行双向拉伸处理。

优选地，所述步骤b）具体包括：

b10）、将上述步骤a）得到的原料体系加入到单螺杆或双螺杆挤出机中；

b20）、对所述原料体系进行螺杆剪切和加热作用，所述加热温度大于或 等于所述原料体系的熔融温度，且小于所述聚丙烯腈的热分解温度，所述原 料体系形成熔融体；

b30）、将上述步骤b20）形成的熔融体挤出成型至厚度为0.025-3mm的熔 融薄片；

b40）、将上述步骤b30）得到的熔融薄片流延到冷却装置上进行冷却，且 在冷却过程中，80-100%的助剂被挥发；

b50）、将冷却后的成型薄膜通过牵引辊组件收卷。

优选地，所述冷却装置/和所述牵引辊组件被置于封闭空间中，所述封闭 空间注有蒸汽，所述蒸汽的成分包括助剂。

优选地，所述聚丙烯腈基材为聚丙烯腈纤维布，所述聚丙烯腈纤维布采 用聚丙烯腈原纤维布经涂布或浸润聚丙烯腈溶液并干燥后得到。

优选地，一种预氧化聚丙烯腈薄膜，其中，所述预氧化聚丙烯腈薄膜采 用如上所述的预氧化聚丙烯腈薄膜的制备方法制备得到。

优选地，一种隔热石墨薄膜的制备方法，其中，将如上所述的预氧化聚 丙烯腈薄膜在第一阶段式升温的加热条件下进行碳化反应得到呈乱层状的隔 热石墨薄膜，其中，所述第一阶段式升温中的结束温度为1600-2000℃；所述 隔热石墨薄膜的导热系数等于或小于20W/mk。

优选地，一种隔热石墨薄膜，其中，所述隔热石墨薄膜采用如上所述的 隔热石墨薄膜的制备方法制备得到。

优选地，一种导热石墨薄膜的制备方法，其中，将如上所述的呈乱层状 的隔热石墨薄膜在第二阶段式升温的加热条件下进行石墨化反应得到呈规整 层状的导热石墨薄膜，其中，所述第二阶段式升温中的结束温度为 3000-3500℃；所述导热石墨薄膜的平面导热系数为1000-1600W/mk。

优选地，一种导热石墨薄膜，其中，所述导热石墨薄膜采用如上所述的 导热石墨薄膜的制备方法制备得到。

基于本申请发明人基于对聚丙烯腈材料以及熔融共挤工艺的多年开发经 验，并经过大量实验，本发明提出将聚丙烯腈材料全部或部分溶解在溶剂中， 同时控制添加的溶剂质量份以确保熔融共挤工艺所需熔体强度的前提下，可 以大幅度降低原料体系的熔融温度，进而可以对原料体系进行熔融共挤工艺 处理，制备得到聚丙烯腈薄膜，同时，在熔融共挤工艺的冷却过程中，大多 数溶剂会挥发，因此又会确保最终制备得到的聚丙烯腈薄膜的熔点高于其分 解温度，确保聚丙烯腈薄膜可进行后续加工改性后实现最终的产业应用，且 本发明的制备工艺简单、便于操作以及材料使用成本低。

本发明进一步优化地，向原料体系中加入增稠剂作为助剂来进一步提高 原料体系的粘稠度，进而提高其在进行熔融共挤工艺中的熔体强度；以及向 原料体系中加入与增稠剂互溶的水作为助剂，不仅可以进一步提高增稠剂提 高原料体系粘稠度的性能，还由于水作为增塑剂可以减少了聚丙烯腈中氰基 之间的相互作用力，因而还可进一步提高聚丙烯腈在溶剂中的溶解度，进而 满足在添加有限质量份的溶剂的条件下，提高原料体系在进行熔融共挤工艺 中的熔体强度；同时，本发明还提出聚丙烯腈是采用90-100wt%的丙烯腈单体、 0-10wt%的第二单体和0-5wt%的第三单体经过聚合反应后制备得到的聚合物， 当聚丙烯腈为包括丙烯腈单体和第二单体/和第三单体经过聚合反应后制备得 到的共聚聚合物时，由于共聚聚丙烯腈的分子链段上引入了第二单体/和第三 单体，减少了聚丙烯腈中氰基之间的相互作用力，因而还可进一步提高聚丙 烯腈在溶剂中的溶解度，进而满足在添加有限质量份的溶剂的条件下，提高 原料体系在进行熔融共挤工艺中的熔体强度；在上述优化技术基础上，本发 明进而可以将溶剂的添加质量份控制在较小的范围内，从而确保原料体系在 熔融挤出工艺过程中的熔体强度，进一步确保原料体系可进行熔融挤出工艺 处理，最终得到适合进行后续加工、厚度为0.025-3mm的聚丙烯腈薄膜。

本发明还提出将得到的适合进行后续加工、厚度为0.025-3mm的聚丙烯 腈基材（具体可包括聚丙烯腈薄膜和聚丙烯腈纤维布），通过不同工序的加工 改性处理后，可制备得到各种具有不同优越性能的产品，具体包括预氧化聚 丙烯腈薄膜、隔热石墨薄膜、导热石墨薄膜等，进而应用于不同的产业领域， 由于聚丙烯腈原料的成本低，因而大大利于多个产业领域的制造优化和降本， 这属于本行业非常了不起的技术进步，真正意义上实现了聚丙烯腈除了在纺 织纤维领域应用外，还可制备得到具有良好加工性能的聚丙烯腈薄膜和聚丙 烯腈纤维布，进而应用于不同的产业领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员 来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1是本发明具体实施方式下聚丙烯腈薄膜的制备步骤框图；

附图2是本发明具体实施方式下聚丙烯腈薄膜的预氧化反应公式。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种预氧化聚丙烯腈薄膜的制备方法，采用聚丙烯 腈基材作为原料，将聚丙烯腈基材在加热条件下进行预氧化反应后得到预氧 化聚丙烯腈薄膜，加热温度小于聚丙烯腈基材的熔点、且大于聚丙烯腈基材 的热分解温度，预氧化聚丙烯腈薄膜的耐温温度为200-500℃，其中，聚丙烯 腈基材的厚度为0.025-3mm，且聚丙烯腈基材的熔点大于其热分解温度。

本发明实施例还公开了一种预氧化聚丙烯腈薄膜，其中，预氧化聚丙烯 腈薄膜采用如上所述的预氧化聚丙烯腈薄膜的制备方法制备得到。

本发明实施例还公开了一种隔热石墨薄膜的制备方法，其中，将如上所 述的预氧化聚丙烯腈薄膜在第一阶段式升温的加热条件下进行碳化反应得到 呈乱层状的隔热石墨薄膜，其中，第一阶段式升温中的结束温度为 1600-2000℃；隔热石墨薄膜的导热系数等于或小于20W/mk。

本发明实施例还公开了一种隔热石墨薄膜，其中，隔热石墨薄膜采用如 上所述的隔热石墨薄膜的制备方法制备得到。

本发明实施例还公开了一种导热石墨薄膜的制备方法，其中，将如上所 述的呈乱层状的隔热石墨薄膜在第二阶段式升温的加热条件下进行石墨化反 应得到呈规整层状的导热石墨薄膜，其中，第二阶段式升温中的结束温度为 3000-3500℃；导热石墨薄膜的平面导热系数为1000-1600W/mk。

本发明实施例还公开了一种导热石墨薄膜，导热石墨薄膜采用如上所述 的导热石墨薄膜的制备方法制备得到。

基于本申请发明人基于对聚丙烯腈材料以及熔融共挤工艺的多年开发经 验，并经过大量实验，本发明实施例提出将聚丙烯腈材料全部或部分溶解在 溶剂中，同时控制添加的溶剂质量份以确保熔融共挤工艺所需熔体强度的前 提下，可以大幅度降低原料体系的熔融温度，进而可以对原料体系进行熔融 共挤工艺处理，制备得到聚丙烯腈薄膜，同时，在熔融共挤工艺的冷却过程 中，大多数溶剂会挥发，因此又会确保最终制备得到的聚丙烯腈薄膜的熔点 高于其分解温度，确保聚丙烯腈薄膜可进行后续加工改性后实现最终的产业 应用，且本发明实施例的制备工艺简单、便于操作以及材料使用成本低。

本发明实施例进一步优化地，向原料体系中加入增稠剂作为助剂来进一 步提高原料体系的粘稠度，进而提高其在进行熔融共挤工艺中的熔体强度； 以及向原料体系中加入与增稠剂互溶的水作为助剂，不仅可以进一步提高增 稠剂提高原料体系粘稠度的性能，还由于水作为增塑剂可以减少了聚丙烯腈 中氰基之间的相互作用力，因而还可进一步提高聚丙烯腈在溶剂中的溶解度， 进而满足在添加有限质量份的溶剂的条件下，提高原料体系在进行熔融共挤 工艺中的熔体强度；同时，本发明实施例还提出聚丙烯腈是采用90-100wt%的 丙烯腈单体、0-10wt%的第二单体和0-5wt%的第三单体经过聚合反应后制备得 到的聚合物，当聚丙烯腈为包括丙烯腈单体和第二单体/和第三单体经过聚合 反应后制备得到的共聚聚合物时，由于共聚聚丙烯腈的分子链段上引入了第 二单体/和第三单体，减少了聚丙烯腈中氰基之间的相互作用力，因而还可进 一步提高聚丙烯腈在溶剂中的溶解度，进而满足在添加有限质量份的溶剂的 条件下，提高原料体系在进行熔融共挤工艺中的熔体强度；在上述优化技术 基础上，本发明实施例进而可以将溶剂的添加质量份控制在较小的范围内， 从而确保原料体系在熔融挤出工艺过程中的熔体强度，进一步确保原料体系 可进行熔融挤出工艺处理，最终得到适合进行后续加工、厚度为0.025-3mm的 聚丙烯腈薄膜。

本发明实施例还提出将得到的适合进行后续加工、厚度为0.025-3mm的 聚丙烯腈基材（具体可包括聚丙烯腈薄膜和聚丙烯腈纤维布），通过不同工序 的加工改性处理后，可制备得到各种具有不同优越性能的产品，具体包括预 氧化聚丙烯腈薄膜、隔热石墨薄膜、导热石墨薄膜等，进而应用于不同的产 业领域，由于聚丙烯腈原料的成本低，因而大大利于多个产业领域的制造优 化和降本，这属于本行业非常了不起的技术进步，真正意义上实现了聚丙烯 腈除了在纺织纤维领域应用外，还可制备得到具有良好加工性能的聚丙烯腈 薄膜和聚丙烯腈纤维布，进而应用于不同的产业领域。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合 本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描 述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施 例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前 提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参见图1所示，一种聚丙烯腈薄膜的制备方法，其操作步骤包括：

a）、将80wt%的聚丙烯腈和20wt%的助剂共混，其中，聚丙烯腈是采用 95wt%的丙烯腈单体、5wt%的第二单体经过聚合反应后制备得到的共聚聚合 物，第二单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯腈、醋酸乙烯酯 或丙烯酰胺中的任意一种，具体地，在本实施方式中，第二单体为丙烯酸甲 酯，助剂包括80wt%的溶剂、10wt%的增稠剂和10wt%的水；溶剂选自二甲 基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、硫氰酸钠、硝酸、α-吡啶烷酮、环 丁砜、氯化锌中的任意一种或几种的混合，具体地，在本实施方式中，溶剂 为二甲基乙酰胺；增稠剂选自聚乙二醇、聚乙烯醇、羟基纤维素、聚丙烯酰 胺的任意一种或几种的混合，具体地，在本实施方式中，增稠剂为聚乙二醇； 经差示扫描量热仪检测，原料体系的熔融温度为220℃；

b）、将上述步骤a）得到的原料体系进行熔融挤出工艺处理，熔融挤出工 艺依次包括加热、挤出成型和冷却步骤，加热温度大于或等于原料体系的熔 融温度，且小于聚丙烯腈的热分解温度；在冷却过程中，90%的助剂被挥发， 优选地，在本实施方式中步骤b）具体包括：

b10）、将上述步骤a）得到的原料体系加入到单螺杆或双螺杆挤出机中；

b20）、对原料体系进行螺杆剪切和加热作用，加热温度大于或等于原料 体系的熔融温度，且小于聚丙烯腈的热分解温度，原料体系形成熔融体，具 体地，在本实施方式中，采用阶段式升温加热方式，具体地，在本实施方式 中，各阶段式加热温度为120℃、160℃、200℃、230℃；

b30）、将上述步骤b20）形成的熔融体挤出成型至厚度为1mm、宽度为 500mm的熔融薄片，当然地，在其他具体实施方式中，可以通过调节挤出工 艺参数挤出其他厚度的熔融薄片，优选地，熔融薄片的厚度为0.025-3mm、宽 度为200-1600mm，这些均为本领域技术人员的常规选择；

b40）、将上述步骤b30）得到的熔融薄片流延到冷却装置上进行冷却，具 体地，冷却装置为冷却辊，优选地，在本实施方式中，为了进一步提高冷却 效果，增加一组与冷却辊连接的导向辊，通过导向辊带动传送带（一般采用 金属传动带），传送成型薄膜的过程同时也是对成型薄膜的冷却过程。

b50）、将冷却后的成型薄膜通过牵引辊组件收卷，其中，牵引锟组件包 括相互传送连接的前牵引辊和后牵引辊，后牵引辊的速度大于前牵引辊的速 度，使得成型薄膜沿收卷方向产生分子取向，用于提高成型薄膜在收卷方向 上的强度。

进一步优选地，为避免由于助剂在冷却过程中急速挥发而导致最终制备 得到的聚丙烯腈薄膜存在大量的气泡，影响产品质量，优选地，在本实施方 式中，冷却装置和牵引辊组件被置于封闭空间中，封闭空间注有蒸汽，蒸汽 的成分包括二甲基乙酰胺和水，90%的助剂被缓慢挥发，当然地，在其他具体 实施方式中，可以通过调整具体冷却过程来控制助剂的挥发量使得助剂缓慢 挥发，优选地，80-100%的助剂被挥发；

通过熔体流动速率测定仪检测得到熔体流动速率，然后将检测得到的熔 体流动速率通过计算公式来计算得到熔体强度，经检测，本实施方式中的原 料体系的熔体强度为1.42×10⁵pa.s。

由于熔融挤出工艺是非常公知的惯用技术手段和公知常识，因此本实施 例对更具体的操作步骤不再进行具体展开赘述。

c0）、对步骤b）得到的聚丙烯腈薄膜进行双向拉伸处理，使得最终成型 得到的聚丙烯腈薄膜的厚度更加均匀，分子链更加规整，因而提高聚丙烯腈 薄膜的成形质量，有利于后续对其进行改性处理后，制备得到各种具有不同 优越性能的产品。具体地，可以采用同时双向拉伸，先进行纵向拉伸再进行 横向拉伸，这些均属于本领域技术人员的公知常识和常规技术选择；

c）、得到聚丙烯腈薄膜，聚丙烯腈薄膜的厚度为1mm；

经差示扫描量热仪和热重分析实验仪检测，本实施例1制备得到的聚丙 烯腈薄膜的熔点为312℃，其热分解温度为259℃。

进一步地，本发明实施例1将上述得到的聚丙烯腈薄膜进行了后续加工 改性实现对聚丙烯腈薄膜的充分加工应用，得到了各种具有不同优越性能的 产品，进而应用于不同的产业领域，由于聚丙烯腈原料的成本低，因而大大 利于多个产业领域的制造优化和降本，具体如下：

优选地，为了确保本实施例中聚丙烯腈薄膜的加工应用效果，在对聚丙 烯腈薄膜进行加工应用之前，本实施例增加了卷对卷的前处理工序，具体为： 在低温加热条件下，在本实施方式中，温度为130℃，真空脱出聚丙烯腈薄膜 中残留的助剂。

一种预氧化聚丙烯腈薄膜的制备方法，其中，采用本发明实施例1上述 得到的聚丙烯腈薄膜作为原料，将聚丙烯腈薄膜在加热条件下进行预氧化反 应后得到预氧化聚丙烯腈薄膜，加热温度小于聚丙烯腈薄膜的熔点、且大于 聚丙烯腈薄膜的热分解温度，具体地，在本实施方式中，加热温度为300℃， 该预氧化反应公式请参见图2，在预氧化反应过程中，聚丙烯腈薄膜在加热条 件下，分别经过环化、脱氢后得到预氧化聚丙烯腈薄膜，优选地，对预氧化 聚丙烯腈薄膜进行1次或多次（如1-10次）碾压，使得预氧化聚丙烯腈薄膜 更加致密，具体地，在本实施方式中，对预氧化聚丙烯腈薄膜进行5次碾压； 经检测，预氧化聚丙烯腈薄膜的耐温温度为300℃，具有阻燃、耐温、耐化学 腐蚀的优良特性，可作为消防人员的防火服材料，也可以作为在恶劣工作环 境下操作人员的防护材料，且材料使用成本低。

一种隔热石墨薄膜的制备方法，其中，将本发明实施例1上述得到的预 氧化聚丙烯腈薄膜在第一阶段式升温的加热条件下进行碳化反应得到呈乱层 状的隔热石墨薄膜，其中，第一阶段式升温中的结束温度为1800℃，具体地， 其起始温度、在阶段温度下的保温时间以及阶段式升温的速度可以根据实际 需求进行选择，也可以具体参见聚酰亚胺薄膜的碳化反应步骤，优选地，对 呈乱层状的隔热石墨薄膜进行1次或多次（如1-10次）碾压，使得呈乱层状 的隔热石墨薄膜更加致密，具体地，在本实施方式中，对呈乱层状的隔热石 墨薄膜进行5次碾压；采用四探针法检测导热石墨薄膜的电阻率（较高），然 后通过公式计算得到导热系数，经检测，隔热石墨薄膜的导热系数约为 10W/mk，具有隔热的优良特性，可作为高效隔热材料，且材料使用成本低。

一种导热石墨薄膜的制备方法，其中，将本发明实施例1上述得到的呈 乱层状的隔热石墨薄膜在第二阶段式升温的加热条件下进行石墨化反应得到 呈规整层状的导热石墨薄膜，其中，第二阶段式升温中的结束温度为3200℃， 具体地，其起始温度、在阶段温度下的保温时间以及阶段式升温的速度可以 根据实际需求进行选择，也可以具体参见聚酰亚胺薄膜的碳化反应步骤，优 选地，对呈规整层状的导热石墨薄膜进行1次或多次（如1-10次）碾压，使 得呈规整层状的导热石墨薄膜更加致密，具体地，在本实施方式中，对呈规 整层状的导热石墨薄膜进行5次碾压；采用四探针法检测导热石墨薄膜的面 相电阻率（即低），然后通过公式计算得到平面导热系数，经检测，导热石墨 薄膜的平面导热系数为1500W/mk，具有非常优越的导热以及导电性能，且材 料使用成本低。

实施例2：

在本实施例2中，聚丙烯腈薄膜的制备步骤其余与实施例1相同，区别仅 在于：

a）、将60wt%的聚丙烯腈和40wt%的助剂共混，其中，聚丙烯腈是采用 92wt%的丙烯腈单体、5wt%的第二单体以及3wt%的第三单体经过聚合反应后 制备得到的共聚聚合物，第三单体选自衣康酸、丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸 钠、甲基丙烯苯磺酸钠、乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯吡啶或甲基丙烯酸二甲 替氨基乙酯中的任意一种，具体地，在本实施方式中，第三单体为丙烯磺酸 钠，助剂包括60wt%的溶剂、30wt%的增稠剂和10wt%的水；经差示扫描量 热仪检测，原料体系的熔融温度为180℃；

在步骤b）中，调整熔融挤出工艺中阶段式升温加热方式中的阶段温度， 具体阶段温度的设置可根据实际需求进行具体选择，其中，阶段温度的最高 温度大于原料体系的熔融温度，经检测，本实施方式中的原料体系的熔体强 度为1.22×10⁵pa.s。

在步骤c）中，经差示扫描量热仪和热重分析实验仪检测，本实施例2制 备得到的聚丙烯腈薄膜的熔点为310℃，其热分解温度为269℃。

进一步地，本发明实施例2将上述得到的聚丙烯腈薄膜进行了后续加工 改性实现对聚丙烯腈薄膜的充分加工应用，得到了各种具有不同优越性能的 产品，进而应用于不同的产业领域，由于聚丙烯腈原料的成本低，因而大大 利于多个产业领域的制造优化和降本，其余与实施例1相同，区别仅在于：

一种预氧化聚丙烯腈薄膜的制备方法，其中，采用本发明实施例2上述 得到的聚丙烯腈薄膜作为原料，将聚丙烯腈薄膜在280℃的加热条件下进行预 氧化反应后得到预氧化聚丙烯腈薄膜，该预氧化反应公式请参见图2，在预氧 化反应过程中，聚丙烯腈薄膜在加热条件下，分别经过环化、脱氢后得到预 氧化聚丙烯腈薄膜，然后对预氧化聚丙烯腈薄膜进行5次碾压；经检测，预 氧化聚丙烯腈薄膜的耐温温度为220℃，具有阻燃、耐温、耐化学腐蚀的优良 特性，可作为消防人员的防火服材料，也可以作为在恶劣工作环境下操作人 员的防护材料。

一种隔热石墨薄膜的制备方法，其中，将本发明实施例2上述得到的预 氧化聚丙烯腈薄膜在第一阶段式升温的加热条件下进行碳化反应得到呈乱层 状的隔热石墨薄膜，其中，第一阶段式升温中的结束温度为1600℃，具体地， 阶段式升温的速度可以根据实际需求进行选择，也可以具体参见聚酰亚胺薄 膜的碳化反应步骤，然后对呈乱层状的隔热石墨薄膜进行5次碾压；经检测， 隔热石墨薄膜的导热系数约为6W/mk，具有隔热的优良特性，可作为高效隔 热材料。

一种导热石墨薄膜的制备方法，其中，将本发明实施例2上述得到的呈 乱层状的隔热石墨薄膜在第二阶段式升温的加热条件下进行石墨化反应得到 呈规整层状的导热石墨薄膜，其中，第二阶段式升温中的结束温度为3500℃， 具体地，阶段式升温的速度可以根据实际需求进行选择，也可以具体参见聚 酰亚胺薄膜的碳化反应步骤，然后对呈规整层状的导热石墨薄膜进行5次碾 压；经检测，导热石墨薄膜的平面导热系数为1600W/mk，具有非常优越的导 热以及导电性能。

实施例3：

在本实施例3中，聚丙烯腈薄膜的制备步骤其余与实施例1相同，区别 仅在于：

a）、将90wt%的聚丙烯腈和10wt%的助剂共混，其中，聚丙烯腈是采用 丙烯腈单体经过聚合反应后制备得到的均聚聚合物，助剂包括65wt%的溶剂、 5wt%的增稠剂和30wt%的水；经差示扫描量热仪检测，原料体系的熔融温度 为238℃；

在步骤b）中，调整熔融挤出工艺中阶段式升温加热方式中的阶段温度， 具体阶段温度的设置可根据实际需求进行具体选择，其中，阶段温度的最高 温度大于原料体系的熔融温度，经检测，本实施方式中的原料体系的熔体强 度为1.48×10⁵pa.s。

在步骤c）中，经差示扫描量热仪和热重分析实验仪检测，本实施例3制 备得到的聚丙烯腈薄膜的熔点为319℃，其热分解温度为255℃。

进一步地，本发明实施例3将上述得到的聚丙烯腈薄膜进行了后续加工 改性实现对聚丙烯腈薄膜的充分加工应用，得到了各种具有不同优越性能的 产品，进而应用于不同的产业领域，由于聚丙烯腈原料的成本低，因而大大 利于多个产业领域的制造优化和降本，其余与实施例1相同，区别仅在于：

一种预氧化聚丙烯腈薄膜的制备方法，其中，采用本发明实施例3上述 得到的聚丙烯腈薄膜作为原料，将聚丙烯腈薄膜在310℃的加热条件下进行预 氧化反应后得到预氧化聚丙烯腈薄膜，该预氧化反应公式请参见图2，在预氧 化反应过程中，聚丙烯腈薄膜在加热条件下，分别经过环化、脱氢后得到预 氧化聚丙烯腈薄膜，然后对预氧化聚丙烯腈薄膜进行5次碾压；经检测，预 氧化聚丙烯腈薄膜的耐温温度为500℃，具有阻燃、耐温、耐化学腐蚀的优良 特性，可作为消防人员的防火服材料，也可以作为在恶劣工作环境下操作人 员的防护材料。

一种隔热石墨薄膜的制备方法，其中，将本发明实施例3上述得到的预 氧化聚丙烯腈薄膜在第一阶段式升温的加热条件下进行碳化反应得到呈乱层 状的隔热石墨薄膜，其中，第一阶段式升温中的结束温度为2000℃，具体地， 阶段式升温的速度可以根据实际需求进行选择，也可以具体参见聚酰亚胺薄 膜的碳化反应步骤，然后对呈乱层状的隔热石墨薄膜进行5次碾压；经检测， 隔热石墨薄膜的导热系数约为18W/mk，具有隔热的优良特性，可作为高效隔 热材料。

一种导热石墨薄膜的制备方法，其中，将本发明实施例3上述得到的呈 乱层状的隔热石墨薄膜在第二阶段式升温的加热条件下进行石墨化反应得到 呈规整层状的导热石墨薄膜，其中，第二阶段式升温中的结束温度为3000℃， 具体地，阶段式升温的速度可以根据实际需求进行选择，也可以具体参见聚 酰亚胺薄膜的碳化反应步骤，然后对呈规整层状的导热石墨薄膜进行5次碾 压；经检测，导热石墨薄膜的平面导热系数为1200W/mk，具有非常优越的导 热以及导电性能。

实施例4：

在本实施例4中，聚丙烯腈薄膜的制备步骤其余与实施例1相同，区别 仅在于：

a）、将80wt%的聚丙烯腈和20wt%的助剂共混，其中，聚丙烯腈是采用 丙烯腈单体经过聚合反应后制备得到的均聚聚合物，助剂包括100wt%的溶 剂；经差示扫描量热仪检测，原料体系的熔融温度为225℃；

在步骤b）中，经检测，本实施方式中的原料体系的熔体强度为1.35× 10⁵pa.s。

在步骤c）中，经差示扫描量热仪和热重分析实验仪检测，本实施例4制 备得到的聚丙烯腈薄膜的熔点为315℃，其热分解温度为252℃。

进一步地，本发明实施例4将上述得到的聚丙烯腈薄膜进行了后续加工 改性实现对聚丙烯腈薄膜的充分加工应用，得到了各种具有不同优越性能的 产品，进而应用于不同的产业领域，由于聚丙烯腈原料的成本低，因而大大 利于多个产业领域的制造优化和降本，其余与实施例1相同，区别仅在于：

一种预氧化聚丙烯腈薄膜的制备方法，其中，采用本发明实施例4上述 得到的聚丙烯腈薄膜作为原料，将聚丙烯腈薄膜在260℃的加热条件下进行预 氧化反应后得到预氧化聚丙烯腈薄膜，该预氧化反应公式请参见图2，在预氧 化反应过程中，聚丙烯腈薄膜在加热条件下，分别经过环化、脱氢后得到预 氧化聚丙烯腈薄膜，然后对预氧化聚丙烯腈薄膜进行5次碾压；经检测，预 氧化聚丙烯腈薄膜的耐温温度为250℃，具有阻燃、耐温、耐化学腐蚀的优良 特性，可作为消防人员的防火服材料，也可以作为在恶劣工作环境下操作人 员的防护材料。

一种隔热石墨薄膜的制备方法，其中，将本发明实施例4上述得到的预 氧化聚丙烯腈薄膜在第一阶段式升温的加热条件下进行碳化反应得到呈乱层 状的隔热石墨薄膜，其中，第一阶段式升温中的结束温度为1800℃，具体地， 阶段式升温的速度可以根据实际需求进行选择，也可以具体参见聚酰亚胺薄 膜的碳化反应步骤，然后对呈乱层状的隔热石墨薄膜进行5次碾压；经检测， 隔热石墨薄膜的导热系数约为9W/mk，具有隔热的优良特性，可作为高效隔 热材料。

一种导热石墨薄膜的制备方法，其中，将本发明实施例4上述得到的呈 乱层状的隔热石墨薄膜在第二阶段式升温的加热条件下进行石墨化反应得到 呈规整层状的导热石墨薄膜，其中，第二阶段式升温中的结束温度为3200℃， 具体地，阶段式升温的速度可以根据实际需求进行选择，也可以具体参见聚 酰亚胺薄膜的碳化反应步骤，然后对呈规整层状的导热石墨薄膜进行5次碾 压；经检测，导热石墨薄膜的平面导热系数为1500W/mk，具有非常优越的导 热以及导电性能。

实施例5：

在本实施例5中，聚丙烯腈薄膜的制备步骤其余与实施例1相同，区别 仅在于：不包括执行上述实施例1中步骤c0）所述的对步骤b）得到的聚丙 烯腈薄膜进行双向拉伸处理。

一种预氧化聚丙烯腈薄膜的制备方法，其中，采用本发明实施例5上述 得到的聚丙烯腈薄膜作为原料，将聚丙烯腈薄膜在加热条件下进行预氧化反 应后得到预氧化聚丙烯腈薄膜，加热温度小于聚丙烯腈薄膜的熔点、且大于 聚丙烯腈薄膜的热分解温度，具体地，在本实施方式中，加热温度为300℃， 该预氧化反应公式请参见图2，在预氧化反应过程中，聚丙烯腈薄膜在加热条 件下，分别经过环化、脱氢后得到预氧化聚丙烯腈薄膜，然后对预氧化聚丙 烯腈薄膜进行5次碾压；经检测，预氧化聚丙烯腈薄膜的耐温温度为240℃， 具有阻燃、耐温、耐化学腐蚀的优良特性，可作为消防人员的防火服材料， 也可以作为在恶劣工作环境下操作人员的防护材料，且材料使用成本低。

一种隔热石墨薄膜的制备方法，其中，将本发明实施例5上述得到的预 氧化聚丙烯腈薄膜在第一阶段式升温的加热条件下进行碳化反应得到呈乱层 状的隔热石墨薄膜，其中，第一阶段式升温中的结束温度为1800℃，具体地， 其起始温度、在阶段温度下的保温时间以及阶段式升温的速度可以根据实际 需求进行选择，也可以具体参见聚酰亚胺薄膜的碳化反应步骤，然后对呈乱 层状的隔热石墨薄膜进行5次碾压；采用四探针法检测导热石墨薄膜的电阻 率（较高），然后通过公式计算得到导热系数，经检测，隔热石墨薄膜的导热 系数约为19W/mk，具有隔热的优良特性，可作为高效隔热材料，且材料使用 成本低。

一种导热石墨薄膜的制备方法，其中，将本发明实施例5上述得到的呈 乱层状的隔热石墨薄膜在第二阶段式升温的加热条件下进行石墨化反应得到 呈规整层状的导热石墨薄膜，其中，第二阶段式升温中的结束温度为3200℃， 具体地，其起始温度、在阶段温度下的保温时间以及阶段式升温的速度可以 根据实际需求进行选择，也可以具体参见聚酰亚胺薄膜的碳化反应步骤，然 后对呈规整层状的导热石墨薄膜进行5次碾压；采用四探针法检测导热石墨 薄膜的面相电阻率（即低），然后通过公式计算得到平面导热系数，经检测， 导热石墨薄膜的平面导热系数为1200W/mk，具有非常优越的导热以及导电性 能，且材料使用成本低。

实施例6：

一种预氧化聚丙烯腈薄膜的制备方法，其中，采用聚丙烯腈纤维布作为 原料，该聚丙烯腈纤维布采用聚丙烯腈原纤维布经涂布或浸润聚丙烯腈溶液 并干燥后得到，具体地，聚丙烯腈溶液中的聚丙烯腈有效将聚丙烯腈原纤维 布的间隙填充，使得最终得到的聚丙烯腈纤维布更加致密。进一步具体地， 聚丙烯腈原纤维布可以是纺织布，也可以是无纺布（如采用静电纺丝制成）。 将聚丙烯腈纤维布在加热条件下进行预氧化反应后得到预氧化聚丙烯腈薄 膜，加热温度小于聚丙烯腈纤维布的熔点、且大于聚丙烯腈纤维布的热分解 温度，具体地，在本实施方式中，加热温度为300℃，该预氧化反应公式请参 见图2，在预氧化反应过程中，聚丙烯腈薄膜在加热条件下，分别经过环化、 脱氢后得到预氧化聚丙烯腈薄膜，然后对预氧化聚丙烯腈薄膜进行5次碾压； 经检测，预氧化聚丙烯腈薄膜的耐温温度为200℃，具有阻燃、耐温、耐化学 腐蚀的优良特性，可作为消防人员的防火服材料，也可以作为在恶劣工作环 境下操作人员的防护材料，且材料使用成本低。

一种隔热石墨薄膜的制备方法，其中，将本发明实施例6上述得到的预 氧化聚丙烯腈薄膜在第一阶段式升温的加热条件下进行碳化反应得到呈乱层 状的隔热石墨薄膜，其中，第一阶段式升温中的结束温度为1800℃，具体地， 其起始温度、在阶段温度下的保温时间以及阶段式升温的速度可以根据实际 需求进行选择，也可以具体参见聚酰亚胺薄膜的碳化反应步骤，然后对呈乱 层状的隔热石墨薄膜进行5次碾压；采用四探针法检测导热石墨薄膜的电阻 率（较高），然后通过公式计算得到导热系数，经检测，隔热石墨薄膜的导热 系数约为20W/mk，具有隔热的优良特性，可作为高效隔热材料，且材料使用 成本低。

一种导热石墨薄膜的制备方法，其中，将本发明实施例6上述得到的呈 乱层状的隔热石墨薄膜在第二阶段式升温的加热条件下进行石墨化反应得到 呈规整层状的导热石墨薄膜，其中，第二阶段式升温中的结束温度为3200℃， 具体地，其起始温度、在阶段温度下的保温时间以及阶段式升温的速度可以 根据实际需求进行选择，也可以具体参见聚酰亚胺薄膜的碳化反应步骤，然 后对呈规整层状的导热石墨薄膜进行5次碾压；采用四探针法检测导热石墨 薄膜的面相电阻率（即低），然后通过公式计算得到平面导热系数，经检测， 导热石墨薄膜的平面导热系数为1000W/mk，具有非常优越的导热以及导电性 能，且材料使用成本低。

从本发明的上述实施例的实施效果可看出，当采用聚丙烯腈薄膜作为聚 丙烯腈基材时，在制备聚丙烯腈薄膜过程中，进行了c0）所述的对步骤b） 得到的聚丙烯腈薄膜进行双向拉伸处理后得到的聚丙烯腈薄膜的实施效果要 明显好于未进行步骤c0）直接得到的聚丙烯腈薄膜；而采用聚丙烯腈薄膜作 为聚丙烯腈基材比采用聚丙烯腈纤维布作为聚丙烯腈基材的实施效果更好， 这是由于聚丙烯腈薄膜的致密度要优于聚丙烯腈纤维布。

比较例1:

本比较例1采用公开号为CN100999604A公开的可熔性聚丙烯腈复合物 的其中一种实施例制备得到聚丙烯腈薄膜，经检测，聚丙烯腈薄膜的熔点为 150℃，其热分解温度为270℃。

参照上述实施例1公开的聚丙烯腈薄膜的加工应用方法对本比较例1制 备得到的聚丙烯腈薄膜进行加工应用，在预氧化反应过程中，当加热温度到 达150℃时，聚丙烯腈薄膜发生熔融现象，无法实现预氧化反应。

比较例2:

本比较例2采用公开号为CN101323656A公开的实施例10作为聚丙烯腈 薄膜，经检测，聚丙烯腈薄膜的熔点为205℃，其热分解温度为328℃。

参照上述实施例1公开的聚丙烯腈薄膜的加工应用方法对本比较例1制 备得到的聚丙烯腈薄膜进行加工应用，在预氧化反应过程中，当加热温度到 达205℃时，聚丙烯腈薄膜发生熔融现象，无法实现预氧化反应。

比较例3:

本比较例3采用55wt%的聚丙烯腈和45wt%的水共混作为原料体系，其 余参见本上述实施例1所述的聚丙烯腈薄膜制备方法，且在进行熔融挤出工 艺时，为防止水在加工温度下的汽化，采用加压熔解而后减压成型的方法， 操作非常复杂，经检测，原料体系的熔融温度为232℃；原料体系的熔体强度 为1.15×10⁵pa.s；聚丙烯腈薄膜的熔点为315℃，其热分解温度为250℃；且 本比较例3得到的聚丙烯腈薄膜上的汽泡过多，根本无法进行后续加工应用。 比较例4:

本比较例4采用溶液纺丝加工方法中使用的纺丝原液作为原料体系，并 参见本上述实施例1所述的聚丙烯腈薄膜制备方法，经检测，原料体系的熔 融温度为153℃；原料体系的熔体强度为1×10⁴pa.s；由于熔体强度过低，导 致原料体系经过熔融挤出工艺处理后，根本无法挤出成型的聚丙烯腈薄膜。

比较例5:

本比较例5采用聚丙烯腈原纤维布作为聚丙烯腈基材，，经检测，聚丙烯 腈原纤维布的熔点为300℃，其热分解温度为255℃。

参照上述实施例1公开的聚丙烯腈薄膜的加工应用方法对本比较例5制 备得到的聚丙烯腈原纤维布进行加工应用，经检测，预氧化聚丙烯腈薄膜的 耐温温度为100℃，隔热石墨薄膜的导热系数约为200W/mk，导热石墨薄膜 的平面导热系数为700W/mk，均不能达到各个产品的基本性能要求。

经上述实施例可得知，本发明实施例提供的方法有效解决了聚丙烯腈材 料存在的两大相互冲突的技术难点：即在通过熔融加工制备聚丙烯腈薄膜时， 需要降低聚丙烯腈原料的熔点，且使其熔点小于其热分解温度，因而确保在 可以得到聚丙烯腈薄膜；而对聚丙烯腈薄膜进行具体产业应用时，又需要对 聚丙烯腈薄膜进行加工改性才能实现，如果仅仅单纯为了制备得到聚丙烯腈 薄膜而降低聚丙烯腈原料的熔点，显然又会导致该制备得到的聚丙烯腈薄膜 无法进行具体产业应用，亦或需要通过非常复杂，且难以实现的技术来聚丙 烯腈薄膜进行再次处理，才能使得聚丙烯腈薄膜的熔点高于其热分解温度， 因而无实际应用价值，而本申请发明人具体分析了这些技术难点和导致这些 技术难点发生的本质原因后，提出采用适合质量份的溶剂对聚丙烯腈进行溶 解，确保降低以聚丙烯腈为主要成分的原料体系的熔融温度，又确保该原料 体系在熔融挤出工艺过程中的熔体强度，由于在熔融挤出工艺过程中的冷却 过程中，由于大部分溶剂被挥发，即确保了制备得到的聚丙烯腈薄膜的熔点 高于其热分解温度，即有效解决了上述的两大相互冲突的技术难点。

本发明实施例进一步优化地，向原料体系中加入增稠剂、以及与增稠剂 互溶的水等作为原料体系的助剂，进而可以将溶剂的添加质量份控制在较小 的范围内，从而确保原料体系在熔融挤出工艺过程中的熔体强度，最终得到 适合进行后续加工、厚度为0.025-3mm的聚丙烯腈薄膜。具体地，当添加的 溶剂较少时，原料体系中的聚丙烯腈大多处于溶胀状态，因此可以添加较少 量的增稠剂和较多量的水作为助剂来进一步降低原料体系的熔融温度；当当 添加的溶剂较多时，原料体系中的聚丙烯腈处于完全溶解或基本完全溶解状 态，因此可以添加较多量的增稠剂和较少量的水作为助剂来进一步提高原料 体系在熔融挤出工艺过程中的熔体强度，在此原则基础上，各种助剂的添加 质量份可以根据实际需要进行具体选择，本实施例不做具体展开描述。

本发明实施例还提出将得到的适合进行后续加工、厚度为0.025-3mm的 聚丙烯腈基材（具体可包括聚丙烯腈薄膜和聚丙烯腈纤维布），通过不同工序 的加工改性处理后，可制备得到各种具有不同优越性能的产品，具体包括预 氧化聚丙烯腈薄膜、隔热石墨薄膜、导热石墨薄膜等，进而应用于不同的产 业领域，由于聚丙烯腈原料的成本低，因而大大利于多个产业领域的制造优 化和降本，这属于本行业非常了不起的技术进步，真正意义上实现了聚丙烯 腈除了在纺织纤维领域应用外，还可制备得到具有良好加工性能的聚丙烯腈 薄膜和聚丙烯腈纤维布，进而应用于不同的产业领域。

需要说明的是，本专利全文所涉及的各类物理参数数据均是参考相关的 国家或行业标准或行业惯用检测手段后进行测试后得到的测试结果，这些物 理参数的具体检测手段或步骤均为本领域技术人员的公知常识，因此本文不 一一具体展开进行文字赘述。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实 现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且 是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实 施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起 见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也 可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。