本发明属于碳纤维，具体而言，本发明涉及一种生物基碳纤维及其制备方法。
背景技术：
1、碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、导电导热性好等特点，因此被广泛地应用于航天航空、石油、化工、纺织、机械和体育器材等领域。根据碳纤维原料来源，通常可以将碳纤维分为聚丙烯腈基、粘胶基和沥青基三大类。随着世界各国可持续发展战略的实施，以生物基纤维为原料制备“绿色”碳纤维逐渐受到重视。
2、莱奥赛尔纤维是20世纪90年代开发的一种新型绿色环保纤维纤维，其分子式为(c6h10o5)n，聚合度在500以上，是一种优良的服用纤维材料。该纤维以n-甲基吗啉-n-氧化物(nmmo)和水的混合物为溶剂溶解纤维，通过湿法或干湿法纺丝工艺得到，具有较高的结晶度和取向度、强度高、结构均匀等特点，是一种潜在的制备碳纤维的原料。目前文献报道的关于以莱奥赛尔纤维制备碳纤维基本上采用间歇法制备，存在效率低，稳定性不高，工业化生产困难等问题。
技术实现思路
1、本发明提供了一种生物基碳纤维及其制备方法，采用此方法可以实现生物基碳纤维的连续制备，并且具有工艺实施简单，效率高、易于工业化生产的特点，所制备的生物基碳纤维长丝力学性能优良。
2、本发明第一方面提供了一种连续制备生物基碳纤维的方法，所述方法包括：将莱奥赛尔纤维在含有磷酸和尿素的水溶液中进行浸渍；将浸渍后纤维进行稳定化和碳化处理，以便得到碳纤维。
3、进一步地，所述含有磷酸和尿素的水溶液的浓度为1％-10％。
4、进一步地，所述含有磷酸和尿素的水溶液中磷酸和尿素的质量比为(1-4)：(1-4)。
5、进一步地，所述浸渍的时间为0.5min-10min。
6、进一步地，所述稳定化过程包括：采用梯度升温法对浸渍后纤维在空气或氮气气氛下进行热处理，起始温度为160℃-200℃，终温为260℃-280℃，温度梯度为10～50℃，分2-6个温区，总处理时间30min-180min。
7、进一步地，所述碳化处理包括低温碳化和高温碳化，所述低温碳化过程包括：采用氮气作为保护气，氮气中氧含量为5ppm以下，温度350℃-900℃，停留时间为1.5min-6min。
8、进一步地，所述高温碳化过程包括：采用氮气作为保护气，氮气中氧含量为3ppm以下，氮气露点温度为-60℃以下，温度为1000℃-1500℃，停留时间为1min-4min。
9、本发明第二方面提供了一种生物基碳纤维，所述生物基碳纤维采用上述的方法得到。
10、本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：本发明以莱奥赛尔纤维为原料，将莱奥赛尔纤维在含有磷酸和尿素的水溶液中进行浸渍，然后将浸渍后碳纤维进行稳定化和碳化处理，得到碳纤维。通过浸渍处理，使得纤维附着一定量的磷酸和尿素，附着的磷酸和尿素在后续稳定化过程有效促进纤维在低温阶段的脱水反应，抑制左旋葡萄糖的生成，从而在后续高温碳化处理时提高碳化收率，保持纤维形态。由此，采用本发明的方法可以实现生物基碳纤维的连续化生产，并且具有工艺实施简单，效率高、易于工业化生产的特点，所制备的生物基碳纤维长丝力学性能优良。
1.一种连续制备生物基碳纤维的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有磷酸和尿素的水溶液的浓度为1％-10％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含有磷酸和尿素的水溶液中磷酸和尿素的质量比为(1-4)：(1-4)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸渍的时间为0.5min-10min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稳定化过程包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳化处理包括低温碳化和高温碳化，所述低温碳化过程包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述高温碳化过程包括：
8.一种生物基碳纤维，其特征在于，采用权利要求1-7中任一项所述的方法得到。
