丙烯腈共聚工艺过程优化及其阻燃改性研究

发布时间：2024-03-10 09:21

　　聚丙烯腈(PAN)是以丙烯腈为主要单体聚合而成的一种性能优异的纤维级聚合物,通过引入功能基团共聚单体进行原位共聚,调控聚合物链段组成与结构,可有效改善纤维可纺及阻燃等性能。本课题以氯酸钠-亚硫酸氢钠为引发体系,采用水相沉淀聚合方法,研究了丙烯腈的共聚合过程,考察了引发体系、链转移剂对聚合物分子链组成和分子量特性等的影响,获得了高分子量聚丙烯腈的较优工艺条件,结果表明随着引发剂与链转移剂用量的减少,单体转化率下降,聚合物平均分子量提高,相应分子量分布变宽;在优化的条件O/M=0.56%,β-ME/M=0.29%,R/O=3.46时,聚丙烯腈的重均分子量达5.5×104,分子量分布为3.9。随后,通过引入脂肪结构与杂菲环结构的反应型磷系功能单体,原位共聚制备了阻燃改性聚丙烯腈,并详细研究了改性PAN的链段结构及其热稳定性和燃烧行为,获得了阻燃性能优良的改性聚丙烯腈,结果表明:反应型含磷化合物物原位共聚改性聚丙烯腈的热稳定性和阻燃性能显著提升,燃烧后的炭层表面致密、平滑,结构完整,符合凝聚相阻燃机理;较脂肪结构含磷化合物,具有杂菲环结构的DOPO基改性聚丙烯腈在气相中也起到了关键的阻燃作用,...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．２腈纶纤维燃烧过程示意图??Ｆｉ．?２．２?Ｄｉａｒａｍ?ｏｆ?ＰＡＮ?ｆｉｂｅｒ?ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｒｏｃｅｓｓ??

华东理工大学硕士学位论文?第１１页??断裂，释放可燃性气体。在氧气的条件下，继续燃烧生成氰化氢、一氧化碳和氨气等有??毒的可燃气体［６３１，进一步促进了聚合物的燃烧，所释放热量小部分以光和热的形式散失??夕卜，大部分使纤维继续热裂解使燃烧过程能够循环继续［６４１，如图２．２所示：....

图２．４聚丙烯腈的环化反应与成炭过程??

第１２页?华东理工大学硕士学位论文??Ｈ????ＰＡＮ?ｉｎ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ??５？?８０」??ＰＡＮ?ｉｎ?ａｉｒ??§?７０?］?????Ｉ?ｓｏ?－?Ｖ?■??ｔ?５０?－?＼—５２?７??￡?４０?Ｈ?．．．．??ＩＩ?３０?－?．．．．??５?２０?－?？，．??１０....

图２．５?ＰＡＮ纤维阻燃改性方法??Ｆｉｇ．?２．５?Ｆｌａｍｅ?ｒｅｔａｒｄａｎｔ?ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ?ｏｆ?ＰＡＮ?ｆｉｂｅｒ??

华东理工大学硕士学位论文?第１３页??２．４．３聚丙烯腈阻燃改性方法??ＰＡＮ纤维阻燃改性方法主要包括共聚法、共混法、大分子链化学改性法、热氧化法??以及后整理法，如图２．５所示。??单体｜?阻燃单体共聚?共???１?Ｌ■聚??聚合?＂—?法???阻燃添加剂共混?＞?共???１?....

图３．１丙烯腈小试聚合实验装置图??

第２０页?华东理工大学硕士学位论文??｜?Ｉ??图３．１丙烯腈小试聚合实验装置图??１－氮气钢瓶；２－试剂瓶；３－蠕动泵；４－温度计ｓ?５－四口烧瓶；６－冷凝管；７－机械搅拌桨；８－恒温油浴??锅；９－尾气吸收瓶??Ｆｉｇ．?３．１?Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ｆｏｒ?ＡＮ?ａｑｕｅｏｕ....

本文编号：3924578