共聚單體對(duì)聚丙烯腈預(yù)氧化的影響.pdf

1、高強(qiáng)度、高模量的碳纖維已經(jīng)普遍應(yīng)用于高科技、化工、交通等重要領(lǐng)域，其中聚丙烯腈(PAN)基碳纖維的產(chǎn)量最大，且產(chǎn)品性能較好，因此得到了廣泛的研究與應(yīng)用。預(yù)氧化是聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)重要的中間過(guò)程，它是原絲轉(zhuǎn)化成碳纖維的橋梁，更是影響碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量的重要工藝。所以，許多研究者致力于研究預(yù)氧化過(guò)程中纖維結(jié)構(gòu)與性能的變化及其影響因素。本文選用衣康酸（IA）、丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酰胺（AM）為共聚單體，采用水相沉淀聚合法，合成PA

2、N均聚物及其共聚物。并探討了共聚單體的存在對(duì)PAN聚合物預(yù)氧化的影響。
　　由熱處理過(guò)程中PAN聚合物的顏色圖可知，聚合物內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生了一些化學(xué)反應(yīng)。紅外分析結(jié)果表明:預(yù)氧化期間聚合物先后發(fā)生氧化、環(huán)化、脫氫反應(yīng)。FTIR和DSC分析表明衣康酸和丙烯酰胺共聚單體都能有效促進(jìn)預(yù)氧化反應(yīng)，衣康酸的效果尤為顯著，而丙烯酸甲酯共聚單體卻抑制PAN聚合物預(yù)氧化反應(yīng)的進(jìn)行。根據(jù)紅外光譜數(shù)據(jù)計(jì)算預(yù)氧化反應(yīng)程度可以得出以下結(jié)論:含有不同共聚單體的

3、共聚物發(fā)生預(yù)氧化反應(yīng)的順序?yàn)?P(AN-co-IA)＞P(AN-co-AM)＞PAN＞P(AN-co-MA)。
　　由DSC分析可知，P(AN-co-IA)中衣康酸的引入使DSC峰明顯變寬，并且有效降低環(huán)化反應(yīng)的初始放熱溫度和放熱速率，緩解了集中放熱反應(yīng)。衣康酸加入量增加時(shí)，DSC放熱峰變寬，放熱速率隨之降低。通過(guò)Kissinger和Ozawa法得出Ea，與PAN均聚物相比，共聚物中衣康酸的存在能顯著降低環(huán)化反應(yīng)的活化能，說(shuō)明共聚