可熔融丙烯腈-N-乙烯基咪唑共聚物及纤维的制备与性能

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得云洼王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：橇楚．签字日期：20睁年罗月丁日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解云洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权云洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有

2、关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)翩躲确研签字日期：伽f丫年了月歹日蟾l《之手蝣氮月●●一J一铱年签卅型拍懈吆文期沦日位字学签学位论文的主乳u新点㈣Y251删8934一一、本论文测定了ⅣⅣ．二甲基甲酰胺均相溶液聚合体系中丙烯腈和N．乙烯基咪唑两单体的竞聚率，测得该体系中丙烯腈的竞聚率为O．2l，N-乙烯基咪唑的竞聚率为O．64，适宜采用“饥饿”投料法制备丙烯腈-N．

3、乙烯基咪唑无规共聚物。二、本论文采用7～20m01％的N．乙烯基咪唑作为第二单体与丙烯腈进行ⅣⅣ-二甲基甲酰胺均相溶液聚合，系统研究了投料摩尔比对共聚物结构与性能的影响。当第二单体含量大于10m01％时，共聚物可以熔融，并且随着N．乙烯基咪唑含量的增加，共聚物的熔点降低；当第二单体含量为20m01％时，熔点降低至1800C，并且其分解温度最高，为313．70C。三、本论文采用投料摩尔比为82／18和80／20的丙烯腈．N-乙烯基咪唑共聚物进行熔融纺丝制备丙烯腈-N．乙烯基咪唑共聚物纤维，纤维表面光

4、滑，断面致密，80／20的丙烯腈-N．乙烯基咪唑共聚物初生纤维的断裂强度为1．58cN／dtex，断裂伸长率为11．2％。摘要本论文首先测定了ⅣN--甲基甲酰胺均相溶液聚合体系中丙烯腈FIN．乙烯基咪唑两单体的竞聚率，采用核磁共振氢谱(1HNMR)对不同单体投料摩尔比条件下制备的丙烯腈_N一乙烯基咪唑共聚物(P(AN．CO．VIM))的组成进行了测定，分别用F．R法和K．T法计算了两单体的竞聚率，结果为F．R法r1=O．12、r2=0．61；K．T法r1-0．14、r2=0．67。AN和vIM两单

5、体的竞聚率相差较大，适宜采用“饥饿”投料法制备丙烯腈-N．乙烯基咪唑无规共聚物。采用均相溶液聚合法制备了不同投料比的一系列P(AN．CO．VIM)；将投料摩尔比为82／18和80／20的P(AN．CO．VIM)进行了熔融纺丝。借助傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振氢谱(1HNMR)、差示扫描量热分析仪(DSC)、热台显微镜、凝胶渗透色谱仪(GPC)、扫描电子显微镜(SEM)、单纤强力仪、X．射线衍射仪(XRD)等对P(AN．CO．VIM)共聚物和熔纺纤维的结构与。tell进行了详细的研究和

6、分析。研究结果表明：(1)VIM的引入降低了PAN的玻璃化转变温度，但随着VIM含量的增加，共聚物的玻璃化转变温度有上升的趋势。随着VIM含量的增加，P(AN．CO．VIM)的分解峰值温度升高，由聚丙烯腈均聚物(PAN)的265．30C升高至313．70C。随着VIM含量的增加，共聚物的熔融温度降低，由PAN的3170C下降至约1800C。第二单体VIM的投料量在15～20m01％时，P(AN．CO．VIM)的熔点较低，且熔体流动性较好；(2)随着共聚物中第二单体VIM含量的增加，共聚物的结晶度和

7、晶粒尺寸均减小，有利于PAN的可熔融改性。(3)对投料摩尔比分别为82／18和80／20的P(AN．CO．VIM)共聚物在2100C下进行熔融纺丝，熔纺初生纤维颜色为金黄色，表面有少量沟槽，内部结构致密，没有明显缺陷。80／20P(AN。CO．VIM)熔纺初生纤维断裂强度为1．58cN／dtex，断裂伸长率为11．2％。关键词：丙烯腈；N一乙烯基咪唑：溶液聚合；纤维；熔融纺丝ABSTRACTInthisstudy，themonomerreactivityratiosofacrylonitrile(

8、AN)andN-vinylimidazole(VIM)weredeterminedinhomogeneoussolutionpolymerizationsysteminDMF．CompositionsofP(AN--C0--VIM)forawiderangeofmonomerfeedratiosweredeterminedby1HNMR．Monomerreactivityratiosofacrylonitrile(AN)andN—vinylimidazole(VIM)werecal