共聚單體對聚丙烯腈預氧化的影響.pdf

1、高強度、高模量的碳纖維已經(jīng)普遍應用于高科技、化工、交通等重要領域，其中聚丙烯腈(PAN)基碳纖維的產(chǎn)量最大，且產(chǎn)品性能較好，因此得到了廣泛的研究與應用。預氧化是聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)過程中一個重要的中間過程，它是原絲轉化成碳纖維的橋梁，更是影響碳纖維產(chǎn)品質量的重要工藝。所以，許多研究者致力于研究預氧化過程中纖維結構與性能的變化及其影響因素。本文選用衣康酸（IA）、丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酰胺（AM）為共聚單體，采用水相沉淀聚合法，合成PA

2、N均聚物及其共聚物。并探討了共聚單體的存在對PAN聚合物預氧化的影響。
　　由熱處理過程中PAN聚合物的顏色圖可知，聚合物內部已經(jīng)發(fā)生了一些化學反應。紅外分析結果表明:預氧化期間聚合物先后發(fā)生氧化、環(huán)化、脫氫反應。FTIR和DSC分析表明衣康酸和丙烯酰胺共聚單體都能有效促進預氧化反應，衣康酸的效果尤為顯著，而丙烯酸甲酯共聚單體卻抑制PAN聚合物預氧化反應的進行。根據(jù)紅外光譜數(shù)據(jù)計算預氧化反應程度可以得出以下結論:含有不同共聚單體的

3、共聚物發(fā)生預氧化反應的順序為:P(AN-co-IA)＞P(AN-co-AM)＞PAN＞P(AN-co-MA)。
　　由DSC分析可知，P(AN-co-IA)中衣康酸的引入使DSC峰明顯變寬，并且有效降低環(huán)化反應的初始放熱溫度和放熱速率，緩解了集中放熱反應。衣康酸加入量增加時，DSC放熱峰變寬，放熱速率隨之降低。通過Kissinger和Ozawa法得出Ea，與PAN均聚物相比，共聚物中衣康酸的存在能顯著降低環(huán)化反應的活化能，說明共聚