丝，该原丝经预氧化、低温碳化和高温碳化后，能够得到拉伸强度达5.5GPa?5.8GPa，拉伸模量达298GPa?301GPa的碳纤维，属于高强中模范畴，具有广泛的应用前景。
[0033]4、与传统技术相比，本发明具有原料简单，聚合液性能稳定，原丝品质高的优点。
[0034]下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
【具体实施方式】
[0035]实施例1
[0036]本实施例高强中模碳纤维的制备方法包括以下步骤:
[0037]步骤一、制备丙烯腈-衣康酸二元共聚物纺丝原液，具体制备过程为:
[0038]步骤101、称取以下各种原料:
[0039]单体:丙烯腈和衣康酸的混合物；所述单体中丙烯腈的质量百分含量为98%，余量为衣康酸；
[0040]引发剂:偶氮二异丁腈；所述偶氮二异丁腈的质量为单体质量的0.5% ;
[0041]溶剂:二甲基亚砜；所述二甲基亚砜的质量为单体质量的4.2倍；
[0042]步骤102、将步骤101中所称取的各种原料加入到聚合反应釜中搅拌均匀，得到混合料，然后向聚合反应釜中通入氮气，直至将聚合反应釜内的空气排除干净，之后在持续搅拌的条件下，将混合料先以3°C /min的升温速率升温至50°C，再以0.8°C /min的升温速率升温至60°C，然后于60°C恒温20h进行聚合反应，得到聚合液；
[0043]步骤103、在温度为60°C且持续搅拌的条件下，对步骤102中所述聚合液进行抽真空处理以脱除未反应的单体，抽真空处理的真空度为-0.095MPa，抽真空处理的时间为1h ；
[0044]步骤104、在温度为60°C且停止搅拌的条件下，对步骤103中脱除未反应单体后的聚合液进行抽真空处理以实现静态脱泡，抽真空处理的真空度为-0.095MPa，抽真空处理的时间为10h，得到丙烯腈-衣康酸二元共聚物纺丝原液；所述丙烯腈-衣康酸二元共聚物纺丝原液的固含量为20.7%，粘度为80.5Pa.s，增比粘度为1.4103 ;
[0045]步骤二、利用喷丝孔孔径为Φ80 μ m的喷丝板对步骤一中所述丙烯腈-衣康酸二元共聚物纺丝原液进行纺丝，将纺丝后的丙烯腈-衣康酸二元共聚物纺丝原液在牵伸倍率为0.7的条件下经过温度为58°C，质量百分比浓度为58 %的DMSO水溶液中进行一级凝固，再在牵伸倍率为1.16的条件下经过温度为60°C，质量百分比浓度为30%的DMSO水溶液中进行二级凝固，然后在牵伸倍率为1.5的条件下经过温度为56°C，质量百分比浓度为15%的DMSO水溶液中进行三级凝固，得到丝束；
[0046]步骤三、对步骤二中所述丝束进行水洗处理，本实施例具体采用的是十段水洗工艺，各段水洗温度分别为 60 °C、65 °C、65 °C、70 °C、70 °C、70 °C、75 °C、80 °C、80 °C 和 85 °C ;
[0047]步骤四、对步骤三中经水洗处理后的丝束进行两段热水牵伸，具体为:将丝束先在温度为75°C，牵伸倍率为1.6的条件下进行一段热水牵伸，然后在温度为85°C，牵伸倍率为
1.78的条件下进行二段热水牵伸；
[0048]步骤五、将步骤四中两段热水牵伸后的丝束依次进行一次上油、低温干燥、二次上油和高温干燥处理，其中低温干燥的温度为85°C，高温干燥的温度为125°C ；
[0049]步骤六、将步骤五中经高温干燥处理后的丝束在蒸汽压力为0.2MPa，牵伸倍率为
1.5的条件下进行蒸汽牵伸，然后在蒸汽压力为0.15MPa，牵伸倍率为0.95的条件下进行蒸汽定型，之后以7m/min的速率收卷，得到原丝；
[0050]步骤七、将步骤六中所得到的原丝进行预氧化处理，采用阶梯式预氧化法，各阶梯温度及保温时间依次为 180 0C /10min、190°C /10min、200°C /10min、210°C /lOmin、220°C /lOmin 和 230°C /lOmin，牵伸倍率依次为 1.006、1.003、1.00、0.995、0.991 和 0.985，预氧化后的原丝先进行4min低温碳化，低温碳化温度450°C，牵伸倍率为1.0，低温碳化后的原丝再进行2min高温碳化，高温碳化温度1350°C，牵伸倍率0.964，最终得到高强中模碳纤维。
[0051]对本实施例原丝进行取样，测试其断面、含油、纤度、密度、沸水收缩率、单丝力测等各项指标。经检测，本实施例原丝的断面形状为椭圆形，含油率为0.85%，原丝纤度为
0.743dtex，原丝密度为1.1817g/cm3，沸水收缩率为2.07%，单丝拉伸强度为6.8cN/dtex，单丝拉伸模量为99.4cN/dtex,由此证明本实施例获得了断面形状好、拉伸强度适中、密度高、品质优良的原丝。对本实施例最终制得的碳纤维进行性能检测，测得该碳纤维的拉伸强度为5.524GPa，拉伸模量为298GPa，由此证实本实施所制备的碳纤维确为高强中模碳纤维。
[0052]实施例2
[0053]本实施例高强中模碳纤维的制备方法包括以下步骤:
[0054]步骤一、制备丙烯腈-衣康酸二元共聚物纺丝原液，具体制备过程为:
[0055]步骤101、称取以下各种原料:
[0056]单体:丙烯腈和衣康酸的混合物；所述单体中丙烯腈的质量百分含量为99%，余量为衣康酸；
[0057]引发剂:偶氮二异丁腈；所述偶氮二异丁腈的质量为单体质量的0.4% ;
[0058]溶剂:二甲基亚砜；所述二甲基亚砜的质量为单体质量的3.5倍；
[0059]步骤102、将步骤101中所称取的各种原料加入到聚合反应釜中搅拌均匀，得到混合料，然后向聚合反应釜中通入氮气，直至将聚合反应釜内的空气排除干净，之后在持续搅拌的条件下，将混合料先以4°C /min的升温速率升温至45°C，再以1°C /min的升温速率升温至63°C，然后于63°C恒温18h进行聚合反应，得到聚合液；
[0060]步骤103、在温度为63°C且持续搅拌的条件下，对步骤102中所述聚合液进行抽真空处理以脱除未反应的单体，抽真空处理的真空度为-0.090MPa，抽真空处理的时间为8h ;
[0061]步骤104、在温度为63°C且停止搅拌的条件下，对步骤103中脱除未反应单体后的聚合液进行抽真空处理以实现静态脱泡，抽真空处理的真空度为-0.090MPa，抽真空处理的时间为8h，得到丙烯腈-衣康酸二元共聚物纺丝原液；所述丙烯腈-衣康酸二元共聚物纺丝原液的固含量为21.0%，粘度为92.3Pa.s，增比粘度为1.4186 ;
[0062]步骤二、利用喷丝孔孔径为Φ70 μ m的喷丝板对步骤一中所述丙烯腈-衣康酸二元共聚物纺丝原液进行纺丝，将纺丝后的丙烯腈-衣康酸二元共聚物纺丝原液在牵伸倍率为0.5的条件下经过温度为55°C，质量百分比浓度为70%的DMSO水溶液中进行一级凝固，再在牵伸倍率为1.4的条件下经过温度为55°C，质量百分比浓度为40%的DMSO水溶液中进行二级凝固，然后在牵伸倍率为1.7的条件下经过温度为55°C，质量百分比浓度为25%的DMSO水溶液中进行三级凝固，得到丝束；
[0063]步骤三、对步骤二中所述丝束进行水洗处理，本实施例具体采用的是十段水洗工艺，各段水洗温度分别为 60 °C、65 °C、65 °C、70 °C、70 °C、70 °C、75 °C、80 °C、80 °C 和 90 °C ；
[0064]步骤四、对步骤三中经水洗处理后的丝束进行两段热水牵伸，具体为:将丝束先在温度为75°C，牵伸倍率为1.7的条件下进行一段热水牵伸，然后在温度为85°C，牵伸倍率为
1.8的条件下进行二段热水牵伸；
[0065]步骤五、将步骤四中两段热水牵伸后的丝束依次进行一次上油、低温干燥、二次上油和高温干燥处理，其中低温干燥的温度为80°C，高温干燥的温度为125°C ；
[0066]步骤六、将步骤五中经高温干燥处理后的丝束在蒸汽压力为0.35MPa，牵伸倍率为3.0的条件下进行蒸汽牵伸，然后在蒸汽压力为0.2MPa，牵伸倍率为0.95的条件下进行蒸汽定型，之后以8.5m/min的速率收卷，得到原丝；
[0067]步骤七、将步骤六中所得到的原丝进行预氧化处