衣康酸对聚丙烯腈基原丝预氧化反应特征的影响
丙烯腈-衣康酸溶液共聚反应行为研究
大 小择 时取 样 ， 由称 重法 获得 单 体 的表观质 量 转化 率 。
２ 理论部分
由于 ＡＮ 自由基 向单体 、溶 剂及 聚合 物 的链转 移 常数均 较 小［ ５ ］ ，不考虑 链 转移 反应 ，二元 共聚 速
率可表示为以下形式
＝
／ ［ Ｍ］ （ ２ ｌ ｆ Ｃ ｄ ［ Ｉ ］ ） 。 ‘
基 金项 目：上海 市科 委资 助项 目 （ ０ ７ Ｄ Ｊ １ ４ ０ ０ ２ ，０ ９ Ｄ Ｚ１ １ ０ ０ ２ ０ ３ ） 。
第２ ９卷 第 ４期
缪金根等． 丙烯腈． 衣康酸溶液共聚 反应行为研究
３ ６ ５
天待用 。偶氮二异丁腈（ Ａ Ｉ Ｂ Ｎ ） ：上海试 四赫维有 限公司生产，以 ５ ０℃甲醇重结晶一次， 常温 真 空干 燥一天，低温保存待用。二 甲亚砜（ Ｄ ＭＳ Ｏ ） ：分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司生产 ， 直 接使 用 。 １ ． ２实验方法 聚合反应在 自制 ｌ ０ Ｌ的间歇聚合反应器 中完成。反应 的基本条件为：总单体含量为 ２ ２ ％质量分 率， 和Ａ Ｉ Ｂ Ｎ用量分别为 １ ％和 ０ ． ３ ％ 质量分率，温度为 ６ Ｏ℃， 特殊条件另外说明。根据反应速率
聚合的集总反应速率常数 ， 并在利用基于 自由体积理论的半经验模型修正引发效率后， 分别采用化学
控 制 共聚速 率方 程（ Ｗａ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ方程 ） ［ ３ 】 及隐ｌ 生前末 端基共 聚增长模 型［ ４ １ 来 描述共 聚转化 率 的时间演化规律 。
１实验部分
１ ． １原料纯化 丙烯腈 Ｎ ） ： 空气氛围下常压蒸馏两次， 取７ ６ ～ ７ ８℃馏分， 低温保存待用 。 衣康酸（ ） ： 化学纯 ， 国药集团化学试剂有限公司生产，６ Ｏ℃下以无水乙醇为溶剂重结 晶一次，并在 ５ Ｏ℃下真空干燥两
聚丙烯腈纤维的预氧化及性能研究
聚丙烯腈纤维的预氧化及性能研究王永【摘要】According to long pre-oxidation time and high cost of pre-oxidation equipment at home and abroad,a new type of pre-oxidation equipment was designed,and its construction and pre-oxidation principle was introduced.The pre-oxidation process of PAN fiber was described systematically and the relevant process parameters were obtained.The fineness,strength,elongation and fire-re-tardant performance of the fiber were tested.The feasibility of new pre-oxidation equipment was proven.Suggestions on the optimiza-tion of the equipment were presented through data analysis.According to the results of the relevant performance testing and the relat-ed literature analysis,the reasons and influencing factors of the performance change of pre-oxidized fiber were obtained.These studies played a positive role in the research and application of new pre-oxidation equipment.%针对国内外预氧化设备的预氧化时间过长、成本过高等缺点,设计了一种新型预氧化设备,并介绍了其构造及预氧化原理.对聚丙烯腈(PNA)纤维的预氧化过程进行了系统的描述,得到了相关工艺参数,并且对预氧化后的纤维进行细度、强力、伸长及阻燃等性能的测试,确定了新型预氧化设备的可行性.通过数据分析对此设备的一些优化提出了修改意见,并且根据性能测试的结果和相关文献对预氧丝进行分析,得出变化的原因和影响因素等,对新型的预氧化设备的研究和应用起到积极的作用.【期刊名称】《纺织科技进展》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】3页(P19-21)【关键词】聚丙烯腈纤维;预氧化;性能测试【作者】王永【作者单位】宿迁市纤维检验所,江苏宿迁223800【正文语种】中文【中图分类】TS102.52关于PAN纤维预氧化的研究,起始于20世纪50、60年代。
衣康酸铵对聚丙烯腈热性能的影响
E xo th e rm (J)/g
均 聚 PAN
含0.2% 衣 康 酸 铵
0
含0.4% 衣 康 酸 铵
含0.6% 衣 康 酸 铵
化过程中的放热量 含衣康酸铵的共聚 PAN 分别在 1000 和 1200 的炭化收率均高于均
聚 PAN 并且当衣康酸铵含量从 0.2%增加至 1.0%时 炭化收率逐渐增加 在碳化过程中 含 1.0%衣康酸铵的共聚 PAN 与均聚 PAN 相比 其主要挥发性产物中的氨气 水 氰化氢 一氧化碳 乙腈 二氧化碳的释放量均减小
基丙烯酸 衣康酸等[3-5] 胺类单体 如丙烯酰胺[3,6] 酯类 如丙烯酸甲酯 甲基丙烯酸 甲酯[7]等 不同特征的共聚单体会导致原丝在预氧化 炭化过程的显著差异和炭纤维性能 的差别 因而对共聚单体的选择就显得相当重要
本文采用示差扫描量热 DSC 和热质联用 TG-MS 分析方法 探讨了一种新的共聚 单体 衣康酸铵对聚丙烯腈树脂预氧化 炭化特征的影响 结果表明 衣康酸铵能有效降
Aboundance
Aboundance
4.00E-010 2.00E-010 0.00E+000 2.00E-010 1.00E-010 0.00E+000
4.00E-010 2.00E-010 0.00E+000 2.00E-011
1.00E-011
m/z 2
m/z 18
6.00E-011 3.00E-011 0.00E+000 2.00E-010 1.00E-010 0.00E+000
丙烯腈和衣康酸聚合反应式
丙烯腈和衣康酸聚合反应式
丙烯腈（也称为丙烯腈）和甲基丙烯酸（也称为衣康酸）可以通过聚合反应来制备聚丙烯腈-衣康酸共聚物（PAN-MAA）。
这种共聚物在许多领域，如涂料、粘合剂和纤维等方面具有广泛的应用。
反应式通常可以描述为以下过程：
1.聚合反应：丙烯腈和衣康酸之间的共聚可以通过自由基聚合反应实现。
在此反应中，通常使用引发剂或催化剂，以及适当的反应条件，如适宜的温度和反应时间，来促进单体的聚合。
2.引发剂：典型的引发剂包括过氧化物、硫化物或其他能够引发丙烯腈和衣康酸聚合的物质。
这些引发剂能够在合适的条件下引发单体的自由基聚合反应。
3.反应条件：反应条件是关键因素之一。
温度、压力和反应时间等条件会影响反应的速率和产物的性质。
通常需要一定的试验和优化，以确定最佳的反应条件。
4.产物特性：共聚物的性质取决于单体的摩尔比例以及反应过程中的条件。
PAN-MAA共聚物可能具有不同的物化特性，如可溶性、热性能和机械性能，这些特性可以根据需求进行调节。
这种聚合反应可以根据特定需求和应用进行改变和优化，例如通过控制单体比例、引发剂的选择和反应条件来调节共聚物的性质和用途。
聚丙烯腈预氧丝预氧化程度表征分析
聚丙烯腈预氧丝预氧化程度表征分析顾红星;王浩静;范立东;薛林兵;赵佑军【摘要】为考察红外光谱与热分析对聚丙烯腈原丝预氧化程度表征的准确程度，用傅里叶变换红外光谱仪、综合热分析仪等对PAN原丝及其预氧丝进行了测试。
对红外光谱测试中各影响因素进行了探讨，并依此对不同预氧丝的红外光谱及相对环化率进行了分析。
对原丝及预氧丝在不同气氛下的热性能进行了比较，并对其环化度进行了分析。
结果表明：红外光谱与热分析均能定性反映出预氧丝的预氧化程度，而定量计算出的相对环化率则不具可比性，环化度会较真实值偏高。
%Polyacrylonitrile (PAN) precursor fiber and pre-oxidized fiber were tested with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and differential scanning calorimetry (DSC) to investigate the accuracy of pre-oxidation extent which was measured by testing. On the basis of the study on influence factors during the FTIR test, FTIR spectra and relative cyclization index (RCI) were analyzed. Furthermore, aromatization index (AI) was also studied via comparing the thermal properties of precursor fiber and pre-oxidized fiber. The pre-oxidation extent of pre-oxidized fiber could be qualitatively evaluated by FTIR and DSC, while RCI by quantitative calculation was not comparable and AI was higher than the true value.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P1228-1233)【关键词】聚丙烯腈预氧丝;预氧化程度;热性能;分析【作者】顾红星;王浩静;范立东;薛林兵;赵佑军【作者单位】中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安 710119; 中国科学院大学，北京 100049;中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安 710119;中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安 710119;中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安 710119;中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安 710119【正文语种】中文【中图分类】TQ342.74引言碳纤维因具有优良的比强度、比模量及化学稳定性等特点，在航空航天、高级体育娱乐用品以及能源、建筑、汽车等工业领域获得了广泛的应用[1-7]。
聚丙烯腈预氧丝预氧化程度表征分析
第６ ６ 卷
第３ 期 ¨ 化Fra bibliotek工 学
报
、 ， ０ １ ． ６ ６ Ｎｏ ． ３ Ｍａ ｒ ｃ ｈ ２ ０ １ ５
２ ０ １ ５ 年 ３月
ＣＩ ＥＳ Ｃ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ
一 研一 一 究一 一 论一 一 文一
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聚丙烯腈预氧丝预氧化程度表征分析
Ｄｒ ｅ ． Ｏ ｘｉ ｄａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ｔ ｅ ｎ ｔ ｗｈｉ ｃ ｈ ｗａ ｓ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ．０ｎ ｔ ｈ ｅ ｂａ ｓ ｉ ｓ ｏｆ ｈｅ ｔ ｓ ｕｄ ｔ ｙ ｏ ｎ ｉ ｎ ｌｕｅ ｆ ｎｃ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｄ ｕｒ ｉ ｎｇ ｔ ｈｅ
顾 红星 ， ｒ ，王 浩静 ，范立东 ，薛林兵 ，赵 佑 军
（ 中国科学院西安光学精密机械研 究所 ，陕西 西安 ７ １ ０ １ １ ９ ； 中国科 学院大学，北 京 １ ０ ０ ０ ４ ９ ）
衣康酸锌改性聚丙烯复合材料的性能研究
合成材料老化与应用2023年第52卷第2期31衣康酸锌改性聚丙烯复合材料的性能研究蔡 海(天津市伟星新型建材有限公司，天津 300402)摘要：利用衣康酸和纳米氧化锌原位制备了衣康酸锌（IA-ZnO）改性聚丙烯复合材料。
研究了IA-ZnO对聚丙烯力学性能和结晶性能的影响。
研究结果表明，与纯聚丙烯相比，IA-ZnO减小了聚丙烯的球晶尺寸，提高了其结晶速率。
随着IA-ZnO用量的增加，聚丙烯复合材料的冲击强度先增加后减少，当IA-ZnO的添加量为0.1%(wt.)时，聚丙烯的抗冲击强度比纯聚丙烯提高了63.6%。
关键词：聚丙烯；衣康酸；复合材料；性能中图分类号：TQ 325.1+4Research on Properties of Polypropylene Composites Modified with Zinc Itaconic AcidCAI Hai(Tianjin Weixing New Building Materials Co. Ltd., Tianjin 300402, China)Abstract：Zinc itaconic acid (IA-ZnO) modified polypropylene composites were prepared in situ using itaconic acid and nano-zinc oxide. The effect of IA-ZnO on the mechanical properties and crystallinity of polypropylene was studied. The results show that compared with pure polypropylene, IA-ZnO reduces the spherulite size of polypropylene and increases its crystallization rate. With the increase of the amount of IA-ZnO, the impact strength of polypropylene composites increases first and then decreases. When the amount of IA-ZnO is 0.1% (wt.), the impact strength of polypropylene is 63.6% higher than that of pure polypropylene.Key words：polypropylene; itaconic acid; composites; properties聚丙烯作为一种重要的热塑性塑料被广泛应用于汽车、运输、化工、包装、医疗、日用品等领域，具有较好的耐化学品腐蚀、热性能等优点[1-3]。
预氧化过程中聚丙烯腈纤维结构与性能的变化
７ １ ０ ０ ８ ９ ；３ ． 高性能碳纤维制造及应用国家地方联合工程研究中心 ，陕西 西安 ７ １ ０ ０ ８ ９ ）
摘 要 ：综述 了聚 丙烯 腈 （ Ｐ Ａ Ｎ ） 纤维在预氧 化过程 中的反 应机 制 ，分析 了预 氧化过 程 中纤 维颜 色、元
素含量、纤维结构、力学性能的变化以及金属离子对于预氧化的影响。结果表 明：Ｐ Ａ Ｎ原丝在预氧化过 程中发生的环化、氧化、脱氢反应 ，在很大程度上受到预氧化温度 、预氧化时间和施加在纤维上的张力
级化 学反应 １ ５ １ ，而氧化反应则是扩散过程控制的反
作 者 简介 ：王华 （ １ ９ ８ ２ 一 ） ，男 ，陕 西 洋县 人 ，硕 士 ，工 程 师 ，研 究方 向为 高性 能 聚丙烯 腈基碳 纤 维的研 究与 制备 。
应 Ｉ ６ １ 。
含 氧的共 聚单体 位于 无定 形 区 ，在 开始 引发
２ 预 氧 化 过 程 中纤 维 颜 色 的变 化
在预氧 化过 程 中 ，纤 维 的颜 色逐 渐 由徽黄 色
预氧化 纤维 密度 和纤 维 中氧 的质 量分数 是衡
量预氧化程度 的一个 重要质 量指标 。氧元 素在碳化
过程 中以各种含氧小分子形式逸走 ，在纤维上形成
转 变为米 维 的环 构化 是一个 慢速 构象 反转快速 环化脱氢的过程 ，大分子构象反转是环构化反应的
控制步骤 。环构化反应是 由反应速率控制的一个 一
为 了更好地控制预氧化过程 ，以期 得到高性能的碳
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烯磺 酸 钠 （ Ｍ Ａ Ｓ ） 为单体 ， 经 水 相 悬 浮 聚 合 得 到 Ｐ Ａ Ｎ共 聚物 ， 再 经原 液制 备湿 法纺 丝制 得 Ｐ Ａ Ｎ纤
维。
１ ． ２ 实验 方法
１ ． ２ ． １ 试 验 方 法
将 剪碎 的 Ｐ Ａ Ｎ基 原丝 样 品 （ １ ． ５±０ ． ４ ） ｍｇ 称
度（ ） 、 放 热 峰 峰宽 （ △ ＝ 一 ） 、 放 热 峰 峰 温
（ ） 及放 热 量 （ △日） ， 放热量 （ ＡＨ） 是 由放 热 峰
，
应特 征 的影 响 。
１ 试 验 部分 １ ． １ 仪器 和试 剂
１ ． １ ． １ 仪 器
面积求 得 的 。
１ ． ２ ． ２ 数 据 处 理 方 法
（ ２ ） 峰值温 度 （ ） ： 放 热 量 最 大 时 对 应 温 度
点， 多 峰时为 ， ， …， ｉ ；
原 丝经 预氧化 后 ， 大分 子结 构上 氰 基 Ｃ Ｎ 发 生 了较 大转化 ， 并发 生 了环化 反应 。
（ ３ ） 放热量 （ △ 日） ： 单位 质 量 的样 品吸 收或 释
温度受气氛影响不大。 关键词 ： 差示扫描量热 聚 丙 烯腈 基 碳纤 维 热性能 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｑ ３ ４ ２＋． ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ４—１ ０ ９ ９ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４— ０ ０ ３ １ —０ ４
聚丙烯腈 （ ｐ ｏ ｌ ｙ ａ ｃ ｒ ｙ ｌ ｏ ｎ ｉ ｔ ｒ ｉ ｌ ｅ ， Ｐ Ａ Ｎ） 基 碳纤 维 具
列 优 异性 能 ， 因此 被广 泛应 用 于航 空航 天 、 汽车 、 电子 、 机械 、 化工 、 轻 纺能源 和体 育器 材 等领城 。 预 氧化是生 产 Ｐ Ａ Ｎ基 碳纤维 的一个 重要 中间 过程 ， 它起到 由原丝转化 为碳纤 维 的承前启 后桥 梁 作用 。在这个转 化过程 中 ， 原丝 的热稳 定化是 至关 重要 的一环 ， 其对 最终碳纤维 的结构 和性能起 着决 定性 的作用 。预氧 化 过程 主 要发 生 环化 、 脱氢、 氧 化及裂 解反应 ， 其 中环化与脱 氢反应形 成 了耐热梯 形稳定 结构 ， 是 预 氧化过 程 的关 键 ， 从 而在 高 温炭 化处理 过程 中不熔 不燃 ， 保 Ａ在 氧化 过程 中的作 用
因Ｉ Ｔ Ａ含 有 两 个羧 基 ， 因此在 聚合 体分 子 链 上 引入 Ｉ ＴＡ增加 了与氰 基 作 用 的 可能 性 ， 可 以有 效 地缓 和放 热反应 ， 从 而改善 含 Ｉ Ｔ Ａ的 Ｐ Ａ Ｎ基 原 丝的预氧化行为 ， 其采用 Ｄ Ｓ Ｃ放 热 曲线 见 图 １ ，
体， 经水 相 悬 浮 聚 合 得 到 Ｐ Ａ Ｎ共 聚 物 ， 再 经原 液 制备 湿法 纺丝 制得 Ｐ Ａ Ｎ基 原 丝 。
以丙 烯腈 （ Ａ Ｎ） 、 丙 烯 酸 甲酯 （ Ｍ Ａ） 、 甲基 丙
有高比强度 、 高 比模量 、 低密度 、 耐高温 、 耐腐蚀耐 疲劳 、 良好 的导 电导 热性 以及 电磁 屏 蔽性 等一 系
从 Ｄ Ｓ Ｃ曲线 中获 得放 热峰 起 始温 度 （ Ｔ ｉ ） 、 终 止 温
放 热反应 ， 常采用 共 聚 的方 法 对 其 聚合 物 进 行 改
性。衣康 酸 （ Ｉ Ｔ Ａ ） 是 目前最 常用 的共 聚单体 之 文章 探讨 了 Ｉ Ｔ Ａ对 Ｐ Ａ Ｎ基原 丝 预氧 化过 程 反
一
（ １ ） 原丝 的 起 始 温 度 （ ） ： 先求 Ｏ ｎ ｓ ｅ ｔ ， Ｏ ｎ ｓ ｅ ｔ 与Ｄ Ｓ Ｃ 曲线起 始 部分相 切 的点定 义 为起始 温度 ；
Ｄ ｉ ａ ｏ ｍａ ｎ ｄ ， Ｄ Ｓ Ｃ Ｐ Ｅ公 司 制 造 ； Ｎ ｉ ｃ ｏ ｌ ｅ ｔ ６ ８ ０ ０红
量 后 均匀放 人 铝 质样 品池 中并 加 盖 压 紧 ， 参 比侧 放 人 相 同的空 样 品池 。测 量温 度 为 ２ ０ ０～ ４ ５ ０℃ ，
升温速率 ５ Ｋ ／ ａ ｒ ｉ ｎ ， 空气流量为 ２ ０ ｍ Ｌ ／ ｍ ｉ ｎ ． ， 仪器 事 先 经基线 校 正 。
按 上述 设定 参数 扫描 ， 记 录热 流一 温度 曲线 ，
收稿 日期 ： ２ ０ １ ５— ０ ７—２ ７ 。
外分 光光 度仪 。
１ ． １ ． ２ 试验 材料
作 者 简介 ： 赵丹 贤， 女， １ ９ ８ ３年 出 生 ， ２ ０ ０ ６年 毕 业 于 河 南工 业
大学化 学工程 与工艺， 工程师 ， 从 事碳纤 维技 术 开发开发 工
作。
镍３ ｌ 卷
第４ 期
石 油 化 工 技 术 与 经 济
Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ＆ Ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ｓ ｉ ｎ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｓ
２ ０ １ ５ 年 ８ 月
衣 康 酸 对 聚丙 烯 腈 基 原 丝 预 氧化 反 应 特 征 的影 响
赵丹贤 王 永梅
（ 中国石 化上 海石 油化 工股 份有 限公 司腈 纶部 ， ２ ０ ０ ５ ４ ０ ）
摘 要 ： 应用差示扫描量热法 （ Ｄ Ｓ Ｃ ） 研究 了衣康 酸（ Ｉ Ｔ Ａ） 对 聚丙烯腈 （ Ｐ Ａ Ｎ ） 基热 稳定化 的影 响， 研究表
明： 引入共聚单体 Ｉ ｒ Ａ能够显著降低放热峰起始温度和放 热速率 ， 并且 随着 Ｉ Ｔ Ａ含量 的增 加起 始温度降低 。 同时 ， Ｐ Ａ Ｎ基原 丝在热稳定化机理 中首先 以离子机理发生氰基环化反应 ， 再发 生氧化反应 ， 因此放 热峰起始
以丙 烯腈 （ Ａ Ｎ） 、 丙烯 酸 甲酯 （ Ｍ Ａ） 、 Ｉ Ｔ Ａ为 单
石 油 化 工 技 术 与 经 济
Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ＆ Ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ｓ ｉ ｎ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｓ
第３ １ 卷
第４ 期
２ ０ １ ５ 年 ８ 月