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碳纤维的溶液聚合

文章出处:网络责任编辑:编辑人气:发表时间:2018-08-03【

原丝是制备性能优异的碳(C)纤维的关键(解释:比喻事物的重要组成部分)。碳纤维生产传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。影响(influence)原丝性能的因素有:分子量、分子量分布、缺陷、原丝环化反应的初始温度(temperature)等。这些都可以在聚合过程(guò chéng)中通过(tōng guò)调节工艺条件,使其达到最佳化。制备PAN共聚物(Copolymer,Interpolymer)的聚合方法主要有两种,

本文来自123

  A、溶液聚合;b.悬浮聚合。碳纤维生产具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。
  
  溶液聚合是比较成熟的制备PAN聚合物的一种方法,在民用PAN制备中广泛(extensive)应用。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此,此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。它的优点是制备的PAN原丝稳定(解释:稳固安定;没有变动)化环化温度(temperature)低,而且原丝分子缺陷少。另外,除去未反应的丙烯腈单体的溶液可直接作为添加剂使用。溶液聚合的不好的地方是有时需要使用有机溶剂(性状:透明,无色的液体)、PAN共聚物分子量较低,影响(influence)最终碳(C)纤维的力学性能。 123456

  溶液聚合常用的溶剂有硫(化学符号:S)氰化钠(Sodium)(NaSCN)浓水溶液、氨氮水(Nitric acid)(HNO3)、二甲基亚砜(DMS0)、二甲基甲酰胺(acylamide)(DMF)等。常用的引发剂为偶氮类引发剂(如偶氮二异丁腈,偶氮二异庚腈)。聚合反应的影响(influence)因素有非常多,如引发剂浓度、单体浓度、聚合温度(temperature)、聚合时间、介质(起决定作用的物质)的氢离子浓度指数、杂质等。引发剂浓度增加,聚合反应速度增加,但聚合物分子量降低(reduce)。当聚合体系的温度升高时,供给反应体系的能量就增加,使引发剂分解速度加快,整个体系的反应总速度增加,但产物的平均分子量下降(descend)。聚合时间太短,反应热来不及释放(release)出来,单体转化率较低;聚合时间太长,则会使生产(Produce)能力下降。随着聚合时间的增加,大分子的分子量逐渐下降,分子量分布变宽,转化率虽然有所上升,但到最后提高不是很多。介质的pH值较小时对聚合物转化率和聚合物黏度(viscosity)都有较大影响。聚合体系中的杂质对聚合的影响最后都会导致(cause)转化率和平均分子量下降 123456


 
 

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