氯乙烯-丙烯腈共聚合及共聚物溶解性.pdf

1、丙烯腈(AN)與氯乙烯(VC)共聚纖維，工業(yè)上稱為腈氯綸，纖維經(jīng)干法或濕法紡絲制得，兼有聚丙烯腈纖維和聚氯乙烯纖維的優(yōu)點，可用于防火裝飾材料等。國外VC-AN共聚物的生產(chǎn)起步于上世紀(jì)50年代，并已工業(yè)上成熟應(yīng)用，而我國則完全依賴于進(jìn)口。在現(xiàn)階段，工業(yè)上的難點是共聚物的溶解紡絲難度較大，因此本文主要研究了VC-AN共聚物的合成及其在丙酮中的溶解性，力求找到溶解性能好的VC-AN共聚物合成工藝。
　　 研究了VC-AN共聚物共聚組成

2、的測定方法，對比實驗發(fā)現(xiàn)采用氧瓶燃燒法可以準(zhǔn)確地測定聚合物中的Cl含量，進(jìn)而計算共聚組成；共聚物在丙酮中的溶解性通過抽提的方法測定。
　　 用懸浮聚合的方法得到了VC-AN共聚物，采用YBR法計算了VC/AN懸浮共聚時的單體競聚率，結(jié)果為rVC=0.041、rAN=3.65。在VC/AN懸浮共聚過程中，加料方式直接影響到VC-AN共聚物的共聚組成。將AN連續(xù)加入到反應(yīng)釜中可以提高共聚物中VC單元含量，且AN的加入速度越慢，聚合物

3、中VC含量越高；通過改變加料方式提高共聚過程中VC轉(zhuǎn)化率的同時，可以使聚合物的分子量下降；升高聚合溫度，或減慢AN的加入速度，均可以使VC-AN共聚物在丙酮中的溶解性得到提高。
　　 研究了VC/AN乳液共聚及共聚物的溶解性。采用間歇聚合的方法進(jìn)行VC/AN乳液共聚，分別考察了單體投料比、引發(fā)劑、聚合溫度對共聚組成及共聚物溶解性的影響，結(jié)果表明：乳液聚合中單體活性AN遠(yuǎn)大于VC，AN的聚合速度很快，轉(zhuǎn)化率在反應(yīng)4h時已經(jīng)達(dá)到最大

4、轉(zhuǎn)化率，在隨后的反應(yīng)中以VC的均聚為主。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系中AN單體的比例下降，共聚物可溶于丙酮的比例提高。
　　 隨著共聚體系中AN比例的提高，VC聚合速率加快，而AN始終保持較高的聚合速率，變化不大。VC-AN共聚組成與初始單體投料組成相對應(yīng)，隨著體系內(nèi)AN比例提高，共聚物中AN單元含量也相應(yīng)增加。共聚物的溶解性受初始投料影響顯著，VC:AN的比例由9：1變?yōu)?：2的過程中，共聚物在丙酮中從全部溶解急劇下降到20％溶解。<

5、br>　　 乳液聚合過程中，只采用KPS做引發(fā)劑時，引發(fā)效率低，加入少量SBS可使聚合速率明顯加快。但隨著SBS用量的繼續(xù)增加，VC在2h內(nèi)的轉(zhuǎn)化率即其聚合速率基本不變，因此應(yīng)保持引發(fā)體系氧化劑還原劑的比例適當(dāng)。隨著SBS初始加入量的增加，共聚組成中VC單元含量略有增加，而共聚產(chǎn)物在保持特定單體投料比的條件下，除不加SBS的情況外，均可全部溶解于丙酮中。
　　 提高聚合溫度可以使AN、VC單體及總聚合速率升高，但由于AN聚合速

6、率很快，過高的溫度不利于體系內(nèi)單體比例的相對穩(wěn)定以及對共聚合的控制。共聚物中Cl含量暨共聚組成中VC的含量隨聚合溫度的提高而增加。而共聚物的溶解性受溫度影響較小，在保持單體投料比的條件下，不同溫度聚合得到的共聚物均可完全溶解于丙酮中。
　　 工業(yè)中VC/AN共聚乳液的破乳與洗滌關(guān)系著最終纖維產(chǎn)品的質(zhì)量，因此研究了不同金屬鹽溶液對共聚乳液的破乳效果，最終選用Al2(SO4)3做破乳劑，并通過測定洗滌液電導(dǎo)率的方法研究了聚合物的洗滌