共聚单体对pan共聚物及原丝和预氧丝结构和性能影响

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1、摘要共聚单体对PAN共聚物及原丝和预氧丝的结构和性能影响原丝的结构和性能直接影响到碳纤维的质量，而聚丙烯腈原丝的性能又受着共聚单体等因素的制约。在聚合物中加入一定的共聚组分，在制取碳纤维时可使反应活化能降低，有利于促进环化和交联，缓和预氧化放热反应，改善纤维的致密性和均匀性，且能减少主链的断裂机会，保证碳纤维强度。因此，从聚丙烯腈合成着手，确定不同的共聚单体对聚丙烯腈结构与性能的作用，进行聚丙烯腈原丝的研制是非常有必要的。本论文从不同单体配比的PAN共聚物以及原丝和预氧丝的结构入手，结合课题组的现有研究条件与基础，借助固体13C．MⅥR、FT_IR、DS

2、C、TMA、Ⅺm和元素分析等手段研究共聚单体对PAN共聚物、原丝及相应的预氧丝结构与性能的影响。研究发现：IA增多，溶液粘度随之增加；MA增加，溶液粘度随之下降；衣康酸越多，即溶液的刚性增大，聚合物溶液的内耗反而越小，溶液体系弹性逐渐成主导地位；MA越多，聚丙烯腈纺丝溶液的G’减小的幅度大于G”减小的幅度。说明体系以粘性为主导地位。加入IA或MA单体，都起到了调控了大分子链的规整度的作用，降低大分子链间的内聚能并适当降低结晶度，晶粒尺寸变小。但是IA的影响作用要大于MA的影响。加入IA，刚性基团一COOH，使聚合物分子链刚性提高，链段运动困难，Tg提高；

3、北京化T人学顾Ij学位论义加入MA，使聚合物柔性增加，链段容易运动，Tg降低。加入IA，纤维的失重变小，说明IA起到促进环化作用，IA的增多，环化程度变大，IA起到促进环化作用，环化越快，晶粒尺寸变小的速度就越快。提高体系稳定性，而加入MA，也可以提高体系的热稳定性，有可能是MA参与环化。在预氧化过程中首先发生的脱氢反应，再发生环化反应。二元组分和三元组成预氧化过程都是先发生脱氢，后发生环化反应。添加少量第三单体IA对立构规整度基本没有影响，其立构规整性仍为无规状态。加入MA后，共聚物的杂同结构增加。环化的起始温度(Ts)和放热峰温度(Tp)随着PAN共

4、聚物中IA的含量增多而降低。关键词：聚丙烯腈基纤维，共聚单体，分子结构，预氧化摘要STUDYoNTHECOMoNoMEREFFECTONSTRUCTUREOFTHEPANPRECURSoRANDPRE．OXIDATIVEFIBERABSTRACTThestIrLlctureandpropeniesof0riginal6berdirectlyimpactoncarbonfiber’squality'andthecomonomerwillimpacttheperfOrmanceofthePANprecursor．Byaddingcenaincopolymer

5、compositioninthepreparationofcarbonfIber，reducingtheactiVationeneI．gyisaconducivef．actortothepromotionofcrosslinking，easingpre—oxidationexothemicreaction，improVingfiberdensityandunif．ormity，ensuringthatcarbonfiberstrength．Therefore，itisnecessa叫tostudythedif．ferentcomonomeronthest

6、n】ctl】reandpropeIrtiesofpolyac∥10nitrile．Fromdin’erentmonomerratioofPANcopolymers，aswellastheoriginalsilkandsilk—oxygenthispaperstartstostlldythestructure，wimhelpofsolid¨C—NMR，FT-IR，DSC，TMA，XRDandelementalanalysis．We6ndthat：addingIAcanincreaseViscosity，addingMAdecreasesViscosity；

7、IAand】ⅥAcouldimpactthedegreeofcrystallinityand印propriategrainsizesmaller．JoiningIAenhancessystemstability，andjoiningMAcanalsoimproVethermalstability．Pre—oxidationprocessinthefirstdehydrogenationreaction，cyclizationreactionhappenbehindit．WithMA，copoIymerstmctureincreasesinmiscella

8、neous．WiththeincreaseinMA，theinitialtemp