碳纖維用高分子量丙烯腈共聚體的聚合反應的研究.pdf

1、高品質(zhì)的原絲是制備出高性能的碳纖維的關(guān)鍵，而高分子量、可改善預氧化-碳化過程分子組成的聚丙烯腈樹脂有利于高品質(zhì)原絲的制備。為制備這種聚合體，本文采用新型的低溫引發(fā)劑偶氮二異庚腈、共聚單體β-衣康酸丁酯，對DMSO溶液中的共聚合反應進行了研究，合成了聚丙烯腈樹脂。
　　 首先研究了AN和IA在DMSO中的自由基聚合反應，研究了反應溫度、單體濃度和引發(fā)劑濃度等因素對分子量和單體轉(zhuǎn)化率的影響，并通過正交設計的方法研究了這三種影響因素對

2、分子量的影響大小順序，最后采用紅外光譜、核磁共振等方法對共聚物進行了表征。研究表明降低引發(fā)劑的用量和反應溫度以及提高單體濃度都有利于分子量的提高，其中引發(fā)劑濃度對分子量的影響最為顯著，并得出了最佳工藝配方。
　　 接著采用低溫引發(fā)劑偶氮二異庚腈引發(fā)AN和IA在低溫下聚合，測定了35℃時AN/IA的聚合反應速率。研究表明低溫下引發(fā)能夠顯著提高分子量，溫度降低使聚合速率有所降低，但是相比較AIBN為引發(fā)劑的聚合反應轉(zhuǎn)化率有所提高。測

3、得35℃時AN/IA的反應動力學方程為Rp=K[I]0.594[M]1.655。
　　 最后采用偶氮二異庚腈在低溫下引發(fā)丙烯腈與新型共聚單體β-衣康酸丁酯的聚合，新型引發(fā)劑β-衣康酸丁酯的引入增大了預氧化時的雙擴散系數(shù)，有效改善預氧化過程。比較了兩種不同共聚體的反應。表明以β-衣康酸丁酯為共聚單體的聚合分子量高，轉(zhuǎn)化率有提高，測定了丙烯腈與β-衣康酸丁酯的競聚率。結(jié)果表明相同反應條件下丙烯腈均聚物的分子量高于共聚物的分子量，丙烯