負(fù)離子引發(fā)丙烯腈沉淀聚合動力學(xué)研究.pdf

1、聚丙烯腈作為生產(chǎn)碳纖維最主要的一種前驅(qū)體，其結(jié)構(gòu)尤其是構(gòu)型決定了紡絲液的性質(zhì)、也決定了最終碳纖維的質(zhì)量。在制備高等規(guī)度聚丙烯腈的眾多方法中，負(fù)離子引發(fā)丙烯腈沉淀聚合有其獨(dú)特的優(yōu)勢，便于實(shí)驗(yàn)室操作。本文選擇二丁基鎂為主引發(fā)劑、三乙基鋁作為助引發(fā)劑合成了高等規(guī)聚丙烯腈，從沉淀聚合的微觀過程，即沉淀聚合是初生態(tài)沉淀聚集體多體相互作用的疊加過程，結(jié)合其宏觀沉淀量的增加，通過利用數(shù)學(xué)中的泰勒展開，建立了該聚合反應(yīng)的動力學(xué)模型，進(jìn)而推導(dǎo)了其動力學(xué)方

2、程，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論方程的正確性，說明負(fù)離子引發(fā)丙烯腈沉淀聚合為對單體的一級反應(yīng)，對引發(fā)劑的一級反應(yīng)，Rp=k0[M]1.0[I]1.0。
　　 隨后，為了彌補(bǔ)均聚物性能的不足，有必要選擇負(fù)離子引發(fā)丙烯腈沉淀聚合的第二單體。本文選擇丙烯酸甲酯與丙烯腈進(jìn)行了共聚，F(xiàn)T-IR中1730cm-1的酯基吸收峰證明MA確實(shí)參與了反應(yīng)，13C-NMR的譜圖證明了MA的加入并未顯著影響聚合物的立構(gòu)規(guī)整性，而通過K-T法處理元素分析的結(jié)果可

3、以計(jì)算出負(fù)離子引發(fā)丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚合的竟聚率為：r1=0.875，r2=1.147，同時(shí)r1·r2～1，該體系為理想非恒比共聚。
　　 提高碳纖維質(zhì)量僅僅從紡絲液中聚合物的結(jié)構(gòu)著手遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，原絲生產(chǎn)中的諸多工藝對最終碳纖維的質(zhì)量也有重要影響。本文針對現(xiàn)有紡絲過程中的關(guān)鍵設(shè)備高溫高壓蒸汽牽伸中存在的問題，進(jìn)行了系統(tǒng)性分析，并重新設(shè)計(jì)了設(shè)備。蒸汽放生部分可以通過磁力水位器解決無法觀測液面的問題，通過增加干度劑解決飽和蒸汽的控制