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碳纤维用聚丙烯腈聚合的研究进展


专 题 综 述  C om pr ehensi ve  evi R ew   碳 纤 维 用聚 丙烯 腈 聚 合 的研 究进 展  宋 会 青 ,刘 化 虎 ,吴 伟 ,陈 群 ,安 涛 ,郭 光  ( 徽 首 文 碳 纤 维 有 限 公 司 ,安 徽 蚌 埠 2 3  ) 安 30 0  1 摘  要 :详 细综 述 了丙烯腈 的 均相 溶 液聚合 、水相 悬浮 聚合 、水

相 沉淀聚合 、混合溶 剂聚合 及其 他聚 合  方法 ,介绍 了丙烯 腈共 聚单 体的 选择 和工 艺条件对 聚合过 程 的影响 。   关键 词 :丙烯 腈 ;聚 合 ;单体 ;碳 纤维  中图分类 号 :T 3 23  Q 4 .1 文献 标识码 :A   文章 编号 :]0 — 0 4 (0 1 4 0 1 — 6 0 1 7 5 2 1 )0 — 0 4 0   聚 丙烯 腈 (A )纤维 是最适 合制 备碳纤 维的  PN 三大原料之一 。制约我国碳纤维事业 发展的关键是  原丝 ,而性能优 异的纺 丝  液又是制 备优 质原丝的  于纺 丝 。采用这 种方 法制备 P N纤维 ,其生产成  A 本较低 ,而且所得 P N分子 缺陷较 少。国 内吉化 、 A   榆次 、兰 化等公 司都采用 该方法进 行过工 业生产 ,   实 际 征明了 该法的 可行 性 。国 外 的 日本 东丽 、东  邦 ,美国赫 克塞尔 、阿莫科 等公司 ,也都采用均相  溶 液聚合法制 备 P N原丝 。 A   前提 ,凶此制备优质 的纺丝原液是非常重要的 。   本文 主要对 丙烯腈 ( N 的不 同聚合 方法进  A) 行了 洋述 ,并探 讨了温度 、时『 、共聚单体等工艺  日 J 条件对聚合过程 的影响 ,以期 为优 化聚合工艺 、提  高 纺丝液 的品质提供一定的理 论指导 。   麻 国荣 等 … 以偶氮 二异 丁睛 (IN A B )为引发  剂 , 研 究 了 A 与 丙 烯 酸 甲 酯 在 二 甲 基 亚 砜  N 1 AN 的 聚 合 方 法    A N的聚合遵从 自由基聚合机 制 。 自由基聚 合  主要包括溶 液聚 合、乳液 聚合 、悬浮聚合和本体聚  合 。P N纤维 工业 生产 中最常 用 的聚 合 方法 为均  A 相 溶 液 聚合 和 水相 沉 淀 聚合 。   1 均 相 溶液 聚 合  . 1 ( M O 中的 自由基 均相溶液聚合反应 ,考察 了单  D S) 体质量分数 、引发 剂质量分数 、单体配 比、反应温  度和时间等对共聚反 应的影响 。结果表明 ,制备高  性 能 P N纺 丝溶液 的最佳 反应 条件是 :总单体质  A 量分数 为 2 5%,A B 占总单 体质量 分数 的 1%, IN   反 应温度 为 6 O℃,反应 时  为 3  。在 此工艺 条  0h 件 下 ,单体转 化率达 到 9 8%以上 ,可纺 性好 。吉  化采 用硝 酸 f N 3 H O)一步 法 ,在质 量分数 6 7%的  H O 水溶液 中,A N  N和少量衣康酸 、丙烯酸 甲酯低  温溶 液聚 合形 成纺 丝液 ,经过 滤 、脱泡 ,直 接纺  丝  均相溶 液聚合 是 P N基碳 纤 维原丝 生产 中最  A 常用 、研究也最充分 的一种方法 。均相溶液 聚合 即  单体 、引发剂和聚合 产物 都能溶于溶剂 ,反应在溶  剂 中进行的一种 聚合方式 。A N聚合体 系由引发剂、   溶剂 、单体 、共 聚单体 4 部分

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