負離子引發(fā)丙烯腈沉淀聚合動力學研究.pdf

1、聚丙烯腈作為生產碳纖維最主要的一種前驅體，其結構尤其是構型決定了紡絲液的性質、也決定了最終碳纖維的質量。在制備高等規(guī)度聚丙烯腈的眾多方法中，負離子引發(fā)丙烯腈沉淀聚合有其獨特的優(yōu)勢，便于實驗室操作。本文選擇二丁基鎂為主引發(fā)劑、三乙基鋁作為助引發(fā)劑合成了高等規(guī)聚丙烯腈，從沉淀聚合的微觀過程，即沉淀聚合是初生態(tài)沉淀聚集體多體相互作用的疊加過程，結合其宏觀沉淀量的增加，通過利用數學中的泰勒展開，建立了該聚合反應的動力學模型，進而推導了其動力學方

2、程，并通過實驗驗證了理論方程的正確性，說明負離子引發(fā)丙烯腈沉淀聚合為對單體的一級反應，對引發(fā)劑的一級反應，Rp=k0[M]1.0[I]1.0。
　　 隨后，為了彌補均聚物性能的不足，有必要選擇負離子引發(fā)丙烯腈沉淀聚合的第二單體。本文選擇丙烯酸甲酯與丙烯腈進行了共聚，FT-IR中1730cm-1的酯基吸收峰證明MA確實參與了反應，13C-NMR的譜圖證明了MA的加入并未顯著影響聚合物的立構規(guī)整性，而通過K-T法處理元素分析的結果可

3、以計算出負離子引發(fā)丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚合的竟聚率為：r1=0.875，r2=1.147，同時r1·r2～1，該體系為理想非恒比共聚。
　　 提高碳纖維質量僅僅從紡絲液中聚合物的結構著手遠遠不夠，原絲生產中的諸多工藝對最終碳纖維的質量也有重要影響。本文針對現有紡絲過程中的關鍵設備高溫高壓蒸汽牽伸中存在的問題，進行了系統性分析，并重新設計了設備。蒸汽放生部分可以通過磁力水位器解決無法觀測液面的問題，通過增加干度劑解決飽和蒸汽的控制