聚丙烯腈的共聚改性研究.pdf

1、聚丙烯腈聚合工藝成熟，工業(yè)化程度高，是腈綸、ABS塑料工業(yè)的重要原材料。由其制備的聚丙烯腈(PAN)纖維因其較高的舒適度、回彈性以及較好的保暖性能而被廣泛的應(yīng)用于諸多工業(yè)和民用領(lǐng)域，享有“合成羊毛”之美名。隨著人們生活水平的提高以及節(jié)能環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，具有低溫染色、阻燃等功能化產(chǎn)品成為聚丙烯腈纖維發(fā)展的重要方向。
　　目前，PAN纖維的改性主要有后整理法、共混法和共聚法三種。通過(guò)后整理獲得的功能性PAN纖維存在耐洗性差、舒適度低等問(wèn)

2、題，在服用和產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。共混法具有工藝簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，是PAN纖維改性的重要方法，已成功開(kāi)發(fā)出諸如抗菌、抗靜電等功能性PAN纖維。對(duì)于染色、阻燃等涉及大分子組成和結(jié)構(gòu)的改性必須通過(guò)共聚法來(lái)完成，但共聚改性需要對(duì)現(xiàn)有聚合工藝、紡絲工藝以及生產(chǎn)裝置進(jìn)行調(diào)整和改造，很難實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)?！巴|(zhì)”共混改性是通過(guò)將功能性丙烯腈共聚物和常規(guī)聚丙烯腈進(jìn)行溶液共混、紡絲而獲得功能性PAN纖維的方法，它不僅能有效解決共混過(guò)程中的相容性問(wèn)題

3、，還能利用現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝和設(shè)備實(shí)現(xiàn)功能化產(chǎn)品的生產(chǎn)。
　　本文主要設(shè)計(jì)合成不同單體種類和比例的功能化丙烯腈共聚物，為后續(xù)的共混改性提供原料支持。論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　?。?）通過(guò)改變二元共聚體系中丙烯腈（AN）和丙烯酸甲酯（MA）的投料比對(duì)聚丙烯腈的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行調(diào)控。當(dāng)投料比AN:MA=70:30和60:40時(shí)，聚丙烯腈產(chǎn)物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低。通過(guò)調(diào)整引發(fā)劑的添加量和添加時(shí)機(jī)以及反應(yīng)時(shí)間，確定了最佳聚合反

4、應(yīng)條件為引發(fā)劑添加0.9g（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6％），在反應(yīng)初始階段一次性添加，反應(yīng)時(shí)間為24h。
　?。?）在第二章確定的具有較低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的投料體系的基礎(chǔ)上，加入帶有磺酸基團(tuán)的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）作為第三單體對(duì)聚丙烯腈進(jìn)行共聚改性。結(jié)果表明AMPS的加入并沒(méi)有對(duì)聚丙烯腈聚合工藝產(chǎn)生較大的影響；添加的三種單體以接近投料比的比例參與了聚合反應(yīng)。AMPS改性后得到的產(chǎn)物能夠在較低的溫度下在陽(yáng)離子染液或陰離子染液中都

5、能達(dá)到較好的染色效果，并且產(chǎn)物的吸水率與二元體系丙烯腈聚合產(chǎn)物相比提升了近15%。
　?。?）本文設(shè)計(jì)并合成了一種帶有磷酸基團(tuán)的單體，通過(guò)共聚的方法對(duì)聚丙烯腈進(jìn)行阻燃改性。通過(guò)對(duì)聚合產(chǎn)物進(jìn)行核磁共振測(cè)試發(fā)現(xiàn)三單上的磷酸基團(tuán)通過(guò)共聚接入到聚合產(chǎn)物的分子鏈上。較低添加量的磷酸基單體改性后的聚丙烯腈的熱性能并未得到較大提升，僅在高溫下的殘余質(zhì)量得到一定提高。
　?。?）通過(guò)共聚方法對(duì)獲得功能化聚丙烯腈組分是切實(shí)可行的。此外，由于“