碳纖維前驅(qū)體熔紡聚合物的制備與性能研究.pdf

1、本文引入其它單體對丙烯腈進行共聚改性，通過組成和結構的變化來改變聚丙烯腈的熱性能，使完全不可熔的丙烯腈聚合物變得可以熔融。實驗部分主要包括三部分：(1)丙烯腈(AN)、丙烯酸甲酯(MA)和丙烯酸(AA)三元共聚；(2)AN和MA二元共聚；(3)聚合物的靜電紡絲。AN、MA和AA三元共聚，采用水為反應介質(zhì)，以過硫酸鉀(KSP)和亞硫酸氫鈉(SBS)為引發(fā)劑，探討單體配比、反應溫度、單體濃度和引發(fā)劑含量對聚合反應的影響。因為是三元反應，且A

2、A對反應體系的PH值有影響，單體配比的影響討論起來比較復雜，AA的比例含量對聚合反應影響較大。在其它條件不變的情況下，單體濃度和引發(fā)劑含量增大，反應速度加快，短時間內(nèi)就達到較高的轉化率，因此二者含量都不可過高，以免聚合過快造成不安全。反應溫度對聚合反應影響較大，60℃時反應劇烈，出現(xiàn)爆聚結塊；溫度低于40℃，轉化率太低，甚至聚合反應無法進行。
　　 AN和MA二元共聚，采用水和二甲基甲酰胺，水(DMF/H2O)兩種反應介質(zhì)，以過

3、硫酸鉀(KSP)和亞硫酸氫鈉(SBS)為引發(fā)劑，以異丙醇為鏈轉移劑，分別討論了單體配比、反應溫度、單體濃度、引發(fā)劑含量、反應介質(zhì)組成和鏈轉移劑用量對反應過程和聚合產(chǎn)物的影響。通過對聚合產(chǎn)物粘均分子量、轉化率等指標考察，并運用紅外光譜(FTIR)分析、DSC分析和顯微形貌分析等手段，對產(chǎn)物的結構與性能進行分析討論。實驗發(fā)現(xiàn)，反應溫度對反應過程影響較大，具體表現(xiàn)為：反應溫度高時，聚合反應迅速進行，甚至由于反應過于劇烈而出現(xiàn)爆聚現(xiàn)象；反應溫度

4、低時，聚合反應進行緩慢，甚至不發(fā)生聚合。單體配比、單體濃度、引發(fā)劑含量、反應介質(zhì)和鏈轉移劑主要對聚合產(chǎn)物的結構與性能產(chǎn)生影響。通過調(diào)整以上實驗參數(shù)，可以使得反應過程安全穩(wěn)定，并獲得可以熔融的丙烯腈共聚物。最佳實驗條件為：反應溫度在40～45℃之間，單體配比AN/MA為85/15～90/10，單體濃度在20％～25％之間，過硫酸鉀含量約占單體量的0.3 wt％，亞硫酸氫鈉含量占單體量的2 wt％，反應介質(zhì)組成H2O/DMF為90/10，鏈