懸浮聚合法合成聚丙烯腈共聚物.pdf

1、聚丙烯腈碳纖維原絲被認為是當今制造碳纖維的最重要、最有發(fā)展前途的原絲。其優(yōu)點是高度的分子取向，較高的熔點及比較高的碳纖維產率。本文采用混合溶劑介質制備了適合于紡制高強度碳纖維原絲的高分子量聚丙烯腈共聚物。
　　 課題主要采用正庚烷和水兩種反應介質，以偶氮二異丁腈（AIBN）為引發(fā)劑，研究了丙烯腈（AN）與衣康酸（IA）、丙烯酸甲酯（MA）為共聚單體的自由基懸浮聚合反應，合成了粘均分子量為2.5×104～1.2×105的聚合物。通

2、過單因素實驗研究了聚合反應條件，如單體配比、正庚烷與水質量比、反應溫度、反應時間、引發(fā)劑用量、單體濃度和分散劑用量等因素對聚合反應的轉化率和粘均分子量的影響。分別用稱重法和烏氏粘度計測定了反應的轉化率和產物的粘均分子質量。研究表明單體濃度增加，轉化率先增加后減小，分子量則呈現(xiàn)增加趨勢；單體配比和分散劑用量增大，轉化率和粘均分子量都是先增加后減少；引發(fā)劑用量、反應溫度和反應時間的增加，單體的轉化率升高，而粘均分子量降低；油水質量比增大，轉

3、化率和粘均分子相繼減小。
　　 通過正交實驗分析可知，引發(fā)劑濃度對聚丙烯腈轉化率的影響最為顯著，其次是反應溫度的影響，再其次是單體濃度、影響相對較小的是油水質量比。反應溫度對粘均分子量的影響最為顯著，這與反應體系中采用油溶性AIBN引發(fā)劑有關，與采用水溶性的氧化還原體系引發(fā)劑的常規(guī)分子量聚丙烯腈的水相沉淀聚合相比，聚合反應受溫度的影響更大，因此選擇合適的聚合溫度極為重要，其次是引發(fā)劑濃度，再其次是油水質量比，影響相對較小的是單體

4、濃度。最佳工藝如下：即引發(fā)劑濃度為0.1％，反應溫度為55℃，油水比為3：7，單體濃度是26％。
　　 通過FTIR對產品進行了表征，結果說明，本產品是AN、MA、IA三元共聚物。通過SEM研究了聚合物的形態(tài)，隨著油水比的增大，沉淀析出的聚合物顆粒的溶脹性有所提高，顆粒結構比較疏松，由不規(guī)則的細粒狀變?yōu)樗绍浀膲K狀。通過XRD對產品進行了表征，說明聚丙烯腈在16.7°（2θ）附近處的衍射峰最強，在這兩個衍射峰之間還存在著一個較寬的