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1、干法腈纶聚合物特性粘度测定的影响因素分析与测试齐鲁石油化工,2011,39(2):156～159QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGY干法腈纶聚合物特性粘度测定的影响因素刘加好(中国石化齐鲁分公司腈纶厂,山东淄博,255040)摘要从干法腈纶聚合物稀溶液的性质人手,通过实验数据分析了聚电解质效应,不同溶剂,溶剂中水含量,三单苯乙烯磺酸钠含量对干法腈纶聚合物特性粘度的影响,确定了采用澳化锂抑制聚电解质效应,溴化锂在二甲基甲酰胺中的最佳浓度,控制溴化锂一--Fp基甲酰胺的含水量,工艺调整时定期对哈金斯常数进行校正
2、等措施,从而进一步完善了测定干法腈纶聚合物特性粘度的分析方法.关键词干法腈纶聚合物特性粘度聚电解质效应中图分类号:TQ342.3文献标识码:B文章编号:1009—9859(2011)02一O156一o4聚合物特性粘度([])是衡量干法腈纶中间产品质量的重要指标之一.干法腈纶的单体分别是丙烯腈(AN),丙烯酸甲酯(MA),苯乙烯磺酸钠(SSS),引发剂体系是过硫酸钾一硫酸亚铁铵,干法腈纶聚合物(PAN)是共聚体,以二甲基甲酰胺(DMF)溶解后制成腈纶.目前在聚合物特性粘度测定过程中常常会出现各种影响因素,造成特性粘度测定结果的
3、差异.因此从干法腈纶聚合物稀溶液的性质人手,探讨了影响干法腈纶聚合物特性粘度测定的各种因素及防护措施,提高了分析结果的准确度,同时完善了聚合物特性粘度的分析方法.1试验部分1.1仪器与试剂(1)仪器恒温水浴箱,温度控制在25.O0℃±O.O5oC;电子天平:最大称量100g,最小分度值0.0001g;Cannnon—Fenskle粘度计:75号;真空系统;红外振荡器:能够控制温度在5OoC±5℃,带固定容量瓶的支架.(2)试剂DMF,分析纯;LiBr,分析纯;去离子水:符合GB6682的三级水规格.1.2试验方法将PAN样品
4、溶解到DMF中制备成一定浓度的聚合物溶液,在25℃下,用75号粘度计测量聚合物溶液及DMF的流出时间.根据哈金斯方程:叼=1+[77]c+[.,7]c式中:卵=t/to;——相对粘度;——聚合物溶液的流经时间,S;——纯溶剂的流经时间,s;C——聚合物溶液浓度,%;——哈金斯常数;[]——特性粘度.可求出聚合物特性粘度.2结果与讨论2.1聚电解质效应对特性粘度的影晌在分子链上有许多可电离的离子性基团的高分子称为聚电解质,当聚电解质溶于极性溶剂时,就会发生离解,生成高分子离子和许多低分子离子,低分子离子称为抗衡离子.当高分子溶
5、液浓度较稀时,由于许多阳(阴)离子远离高分子链,高分子链上的阴(阳)离子相互产生排斥作用,高分子的尺寸就发生变化,导致与此有关的一系列溶液性质如黏度等出现反常变化,这种现象称为聚电解质效应.聚电解质同时具备高分子和电勰质的性质….所以,对于同一高聚物长链,它既收稿日期:201l—O1—24;修回日期:2011一O5一o6.作者简介:刘加好(1968一),男,工程师.1991年毕业于山东纺织工学院,现从事实验室技术管理工作.电话:0533—3576485.第2期刘加好.干法腈纶聚合物特性粘度测定的影响因素.157.显示中性高聚
6、物长链的性质,又具备普通电解质的性质,干法腈纶聚合物就是一种聚电解质.对于聚电解质来说,在稀溶液中,聚电解质上的抗衡离子是游离的,并且每个高分子链上都带有电荷.对于干法腈纶聚合物,每个分子链上含有多个带负电荷的一so;,一so;等基团,当浓度降低时,越来越多的端基电离,抗衡离子K,Na等远离高分子离子J.由于高分子链上阴离子的相互排斥作用,使链的结构比中性高分子更为舒展,尺寸更大,从而使高分子链更趋向于棒状,使溶液的黏度比在交缠状态时高,导致特性粘度的测量出现误差.将干法腈纶聚合物溶解到DMF,LiBr—DMF中制备成一系列
7、不同浓度的干法腈纶聚合物溶液,通过测量这些溶液的比浓粘度'7/c([77]=[叼s/C]c-..,增比粘度叩sP:.,7一1),发现在干法腈纶聚合物的溶液体系中,随着干法腈纶聚合物浓度的下降,比浓粘度卵./c升高,并且田/C—C曲线出现上凹而不再呈线性,如图l.图1聚电解质对叩s/C—C曲线的影响从理论上讲,在稀溶液中加入一简单的电解质即可消除聚电解质效应,因其可抑制聚电解质的电离作用,同时起到补偿抗衡离子的作用.这些作用随外加盐浓度的增加而增加,当外加盐的浓度达到某一值时,黏度性质又趋于正常.LiBr可以满足此种要求.进一
8、步试验发现,LiBr在DMF中的浓度对特性粘度的变化有很大影响,在实验室内,用75号粘度计测量了0.2%聚合物在不同LiBr浓度下的流出时间t,并作出t—C曲线(如图2).从图2中可见,当LiBr在DMF中的浓度为0.01一,0.03mol/L时,浓度的变化对时间t的影响很小,因此LiBr
