碳纤维的聚合

文章来源：行业新闻　　　发表时间：2016-12-08 17:24:44

碳纤维用PAN一般是丙烯腈的共聚体，因为均聚PAN原丝得到的CF性能较差。民用PAN也需要添加共聚单体，目的是为了便于染色，碳纤维用PAN添加第二、第三单体的目的主要是为了稳定化的顺利进行，促进氰基打开进行环化反应，从而使PAN氧化过程的热效应缓和。选择适当的共聚单体可降低稳定化环化反应的初始温度和活化能。均聚PAN进行稳定化时，环化反应是自由基反应，反应迅速，大量反应热快速释放，不容易控制，至甚引起分子链断裂，导致CF性能劣化。共聚单体存在时，环化反应由自由基反应转变为离子反应，降低了环化反应的初始温度，并减缓了反应速度。另外，稳定化叫有酸或酸酐存在时，它们可作为增塑剂、减小纤维的屈服应力，增加纤维的可塑性，提高纤维的牵伸比、使纤维细旦化、提高最终碳纤维的强度、模量。

常用的共聚单体有烯烃类酸(如丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酸等)、烯烃类酯(如甲奨丙烯酸酯)、胺(丙烯酰胺)、铵盐(氨基乙基-甲基丙烯酸季铵盐)。据三菱人造丝公司发表的专利，如采用甲基丙烯基丙酮与丙烯腈共聚的树脂，经纺丝、氧化和碳化可得到5.34GPa的拉伸强度的碳纤维。

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