碳纖維用高分子量丙烯腈共聚體的聚合反應的研究.pdf

1、高品質的原絲是制備出高性能的碳纖維的關鍵，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，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，轉化率有提高，測定了丙烯腈與β-衣康酸丁酯的競聚率。結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