共聚單體對(duì)PAN共聚物及原絲和預(yù)氧絲結(jié)構(gòu)和性能影響.pdf

1、原絲的結(jié)構(gòu)和性能直接影響到碳纖維的質(zhì)量，而聚丙烯腈原絲的性能又受著共聚單體等因素的制約。在聚合物中加入一定的共聚組分，在制取碳纖維時(shí)可使反應(yīng)活化能降低，有利于促進(jìn)環(huán)化和交聯(lián)，緩和預(yù)氧化放熱反應(yīng)，改善纖維的致密性和均勻性，且能減少主鏈的斷裂機(jī)會(huì)，保證碳纖維強(qiáng)度。因此，從聚丙烯腈合成著手，確定不同的共聚單體對(duì)聚丙烯腈結(jié)構(gòu)與性能的作用，進(jìn)行聚丙烯腈原絲的研制是非常有必要的。 本論文從不同單體配比的PAN共聚物以及原絲和預(yù)氧絲的結(jié)構(gòu)入手

2、，結(jié)合課題組的現(xiàn)有研究條件與基礎(chǔ)，借助固體<'13>C-NMR、FT-IR、DSC、TMA、XRD和元素分析等手段研究共聚單體對(duì)PAN共聚物、原絲及相應(yīng)的預(yù)氧絲結(jié)構(gòu)與性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：IA增多，溶液粘度隨之增加；MA增加，溶液粘度隨之下降；衣康酸越多，即溶液的剛性增大，聚合物溶液的內(nèi)耗反而越小，溶液體系彈性逐漸成主導(dǎo)地位；MA越多，聚丙烯腈紡絲溶液的G’減小的幅度大于G”減小的幅度。說(shuō)明體系以粘性為主導(dǎo)地位。加入IA或MA單體，都起

3、到了調(diào)控了大分子鏈的規(guī)整度的作用，降低大分子鏈間的內(nèi)聚能并適當(dāng)降低結(jié)晶度，晶粒尺寸變小。但是IA的影響作用要大于MA的影響。加入IA，剛性基團(tuán)-COOH，使聚合物分子鏈剛性提高，鏈段運(yùn)動(dòng)困難，Tg提高； 加入MA，使聚合物柔性增加，鏈段容易運(yùn)動(dòng)，Tg降低。加入IA，纖維的失重變小，說(shuō)明IA起到促進(jìn)環(huán)化作用，IA的增多，環(huán)化程度變大，IA起到促進(jìn)環(huán)化作用，環(huán)化越快，晶粒尺寸變小的速度就越快。提高體系穩(wěn)定性，而加入MA，也可以提高體