共聚單體對PAN共聚物及原絲和預氧絲結構和性能影響.pdf

1、原絲的結構和性能直接影響到碳纖維的質(zhì)量，而聚丙烯腈原絲的性能又受著共聚單體等因素的制約。在聚合物中加入一定的共聚組分，在制取碳纖維時可使反應活化能降低，有利于促進環(huán)化和交聯(lián)，緩和預氧化放熱反應，改善纖維的致密性和均勻性，且能減少主鏈的斷裂機會，保證碳纖維強度。因此，從聚丙烯腈合成著手，確定不同的共聚單體對聚丙烯腈結構與性能的作用，進行聚丙烯腈原絲的研制是非常有必要的。 本論文從不同單體配比的PAN共聚物以及原絲和預氧絲的結構入手

2、，結合課題組的現(xiàn)有研究條件與基礎，借助固體<'13>C-NMR、FT-IR、DSC、TMA、XRD和元素分析等手段研究共聚單體對PAN共聚物、原絲及相應的預氧絲結構與性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：IA增多，溶液粘度隨之增加；MA增加，溶液粘度隨之下降；衣康酸越多，即溶液的剛性增大，聚合物溶液的內(nèi)耗反而越小，溶液體系彈性逐漸成主導地位；MA越多，聚丙烯腈紡絲溶液的G’減小的幅度大于G”減小的幅度。說明體系以粘性為主導地位。加入IA或MA單體，都起

3、到了調(diào)控了大分子鏈的規(guī)整度的作用，降低大分子鏈間的內(nèi)聚能并適當降低結晶度，晶粒尺寸變小。但是IA的影響作用要大于MA的影響。加入IA，剛性基團-COOH，使聚合物分子鏈剛性提高，鏈段運動困難，Tg提高； 加入MA，使聚合物柔性增加，鏈段容易運動，Tg降低。加入IA，纖維的失重變小，說明IA起到促進環(huán)化作用，IA的增多，環(huán)化程度變大，IA起到促進環(huán)化作用，環(huán)化越快，晶粒尺寸變小的速度就越快。提高體系穩(wěn)定性，而加入MA，也可以提高體