碳纖維用高分子量聚丙烯腈紡絲溶液的研究.pdf

1、紡絲溶液的制備是聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。高聚物溶解的好壞，不僅影響紡絲溶液的穩(wěn)定性和加工性能，還間接地影響成品纖維的質(zhì)量。因此制備均勻的高分子量聚合物溶液有非常重要的意義。本文選用硫氰化鈉（NaSCN）水溶液作為溶劑，從溶脹、溶解的角度對(duì)高分子量聚丙烯腈（HMWPAN）紡絲溶液的制備做了相關(guān)研究。
　　首先，本文在實(shí)驗(yàn)室前人研究的基礎(chǔ)上，采取延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間和補(bǔ)加反應(yīng)單體的方法對(duì)混合溶劑沉淀法進(jìn)行改進(jìn)，合成出高分子量聚丙

2、烯腈。另外，探討了溶解條件對(duì)高分子稀溶液特性粘度的影響及HMWPAN稀溶液中ηsp/c對(duì)c的線性偏離，并對(duì)粘度法測(cè)分子量的具體條件做了修正。
　　針對(duì)HMWPAN/NaSCN水溶液體系，本文通過(guò)溶脹值的測(cè)定，首先運(yùn)用正交分析方法討論了影響溶脹過(guò)程的關(guān)鍵因素，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明NaSCN水溶液濃度對(duì)HMWPAN的溶脹影響最為顯著，而溶脹時(shí)間對(duì)溶脹的影響非常小，還表明溶脹溫度和固含量對(duì)HMWPAN的溶脹有一定影響；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)聚合物顆粒中所含

3、的微量的水及聚合物顆粒尺寸均對(duì)HMWPAN的溶脹有明顯的影響。另外，運(yùn)用光學(xué)顯微鏡觀察聚合物顆粒在溶脹過(guò)程的結(jié)構(gòu)變化情況。最后運(yùn)用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定HMWPAN溶脹、溶解過(guò)程中粘度的變化確定了溶脹溫度，并綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定了HMWPAN溶脹工藝。
　　本文應(yīng)用溶解DSC的方法確定了HMWPAN的溶解溫度。同時(shí)，對(duì)多種溶解方案進(jìn)行討論，并最終確定高分子量聚丙烯腈的溶解工藝。
　　最后，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室自組裝的可紡性設(shè)備討論紡絲溶液溫度、固