水相沉淀聚合法制備P(AN-MAH),P(AN-AMPS-AM)及性能研究.pdf

1、聚丙烯腈由于其優(yōu)良的性能具有廣泛的應(yīng)用，通常采用丙烯腈與少量單體共聚制備聚丙烯腈共聚物以適應(yīng)對(duì)其性能的要求。基于制備良好預(yù)氧化熱性能聚丙烯腈共聚物的考慮，本文采用水相沉淀聚合方法，以過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑，以鏈轉(zhuǎn)移系數(shù)為0的水為反應(yīng)溶劑，分別選用馬來(lái)酸酐(MAH)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)及丙烯酰胺（AM）作為共聚單體，制備P(AN-MAH)和P(AN-AMPS-AM)。研究了聚合條件對(duì)P(AN-MAH)和P(AN-AMPS-

2、AM)的特性粘度、轉(zhuǎn)化率及熱性能的影響。
　　對(duì)于P(AN-MAH)體系，研究發(fā)現(xiàn)在聚合溫度為60℃、引發(fā)劑濃度為0.05wt％、總單體濃度為22wt％時(shí)，能夠獲得聚合轉(zhuǎn)化率為60.94～94.50％、特性粘度處51.1～77.3mL/g范圍內(nèi)的P(AN-MAH)。差示掃描量熱分析結(jié)果表明，MAH的引入能夠促進(jìn)PAN共聚物環(huán)化反應(yīng)，降低環(huán)化反應(yīng)起始溫度、寬化放熱峰、提高環(huán)化反應(yīng)程度。當(dāng)AN和MAH單體質(zhì)量比為98/2時(shí)，環(huán)化反應(yīng)起

3、始溫度為239.7℃、放熱峰寬為38.5℃、放熱量為606.3J/g，P(AN-MAH)的特性粘度為73.3、聚合轉(zhuǎn)化率83.1％。氮?dú)鈿夥諘r(shí)的熱失重分析結(jié)果表明，P(AN-MAH)的熱穩(wěn)定性能較PAN提高，并且隨著共聚單體馬來(lái)酸酐含量的增加，其分解溫度逐漸升高。
　　利用旋轉(zhuǎn)流變儀研究P(AN-MAH)/DMSO溶液的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)流變性能，研究發(fā)現(xiàn):P(AN-MAH)/DMSO溶液為假塑性流體，表現(xiàn)出明顯的剪切變稀現(xiàn)象;低剪切速率

4、時(shí)表觀粘度η隨溫度升高而減小，較高剪切速率時(shí)表觀粘度η隨溫度升高而增大;表觀粘度η值隨分子量及固含量的增加而增大。P(AN-MAH)/DMSO溶液的復(fù)數(shù)粘度隨角頻率及溫度的升高而減小、隨分子量及固含量的增加而增大;P(AN-MAH)/DMSO溶液的復(fù)數(shù)模量（儲(chǔ)能模量G'和損耗模量G"）隨溫度升高而減小、隨分子量和固含量增加而增大。此外，根據(jù)P(AN-MAH)/DMSO溶液的粘流活化能和結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)發(fā)現(xiàn)其對(duì)溫度敏感程度較大，結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)△

5、η隨溫度升高而減小、隨分子量和固含量的增加而增大。
　　對(duì)于P(AN-AMPS-AM)體系，研究發(fā)現(xiàn)在聚合溫度為60℃、引發(fā)劑濃度為0.05wt％、總單體濃度為22wt％時(shí)，能夠獲得聚合轉(zhuǎn)化率為74.3％～87.2％、特性粘度處78.8～97.1mL/g范圍內(nèi)的P(AN-AMPS-AM)。差示掃描量熱分析結(jié)果表明，當(dāng)AN、AMPS和AM的質(zhì)量比為98/1/1時(shí)，P(AN-AMPS-AM)的預(yù)氧化熱性能較好，其環(huán)化反應(yīng)起始溫度為23