聚丙烯腈基碳纖維自由基聚合過程的研究.pdf

1、原始纖維的結(jié)構(gòu)和性能直接影響到碳纖維產(chǎn)品的質(zhì)量，而聚丙烯腈原絲的性能又受著聚合過程各種因素的制約。在聚丙烯腈基碳纖維的生產(chǎn)制備中，作為整個(gè)制造過程的起始步驟，聚合工藝是決定碳纖維產(chǎn)品性能的關(guān)鍵。
　　本文首先介紹了聚丙烯腈原絲聚合的生產(chǎn)工藝，如原料配制、聚合、脫單、脫泡、過濾、中和，并對各工序的操作過程進(jìn)行了詳細(xì)描述。
　　概括而言，二甲基亞砜法聚丙烯腈原絲裝置聚合單元主要特點(diǎn)包括:
　　1、同時(shí)具備溶解、反應(yīng)、相分離

2、、吸收、過濾等操作，主流程相對較長;
　　2、反應(yīng)產(chǎn)物為大分子，是粘性流體，傳質(zhì)傳熱方面有其特殊性;
　　3、生產(chǎn)和輸送過程對溫度較敏感，強(qiáng)調(diào)恒溫操作;
　　4、需要設(shè)置較復(fù)雜的輔助系統(tǒng)及流程。
　　本文接著研究了以丙烯腈(AN)、丙烯酸甲酯(MA)、衣康酸(IA)為共聚單體的聚丙烯腈(PAN)原絲自由基溶液聚合工藝。筆者對聚合過程展開深入研究，重點(diǎn)探討聚丙烯腈紡絲液（丙烯腈共聚物的二甲基亞砜溶液）特性的變化。對

3、原料及主聚合條件與紡絲液性能指標(biāo)的相互關(guān)系進(jìn)行研究，能夠?yàn)楦咝阅墚a(chǎn)品的制備提供理論指導(dǎo)。
　　研究涉及的性能參數(shù)主要包括:轉(zhuǎn)化率、旋轉(zhuǎn)粘度、特性粘數(shù)、分子量特性等;涉及的原料和工藝條件主要包括引發(fā)劑用量、主反應(yīng)溫度、單體投料濃度、二元、三元溶液聚合比較、回收溶劑的使用。
　　研究發(fā)現(xiàn)，工藝條件對性能參數(shù)變化存在較好的對應(yīng)關(guān)系。包括:
　　1、合理幅度內(nèi)提高引發(fā)劑濃度或聚合溫度，產(chǎn)生的影響效果類似，都會造成轉(zhuǎn)化率增長加快