專利名稱：一種鏈結(jié)構(gòu)均勻、分子量分布窄的丙烯腈共聚物紡絲液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鏈結(jié)構(gòu)均勻、分子量分布窄的丙烯腈共聚物紡絲液及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳纖維具有高比強度、高比模量、耐熱、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變等特性，是一種高 性能纖維材料，已廣泛應(yīng)用于航空航天、國防建設(shè)、體育休閑用品、醫(yī)療器械和建筑等行業(yè)。 聚丙烯腈基碳纖維具有突出的力學(xué)性能，是近年來碳纖維研究和工業(yè)化的熱點。制約聚丙 烯腈基碳纖維發(fā)展的關(guān)鍵是聚丙烯腈原絲的質(zhì)量，而要獲得優(yōu)質(zhì)聚丙烯腈原絲必須從合成 高品質(zhì)聚丙烯腈共聚物紡絲液和優(yōu)化紡絲工藝兩方面著手，只有性能優(yōu)異的聚丙烯腈共聚 物紡絲液才能紡制出優(yōu)質(zhì)聚丙烯腈原絲，從而制備出高性能的聚丙烯腈碳纖維。理論分析 和實驗研究表明，理想的聚丙烯腈共聚物應(yīng)具有適當(dāng)高分子量和窄分子量分布、適中的表 觀粘度、無支化和交聯(lián)等不良結(jié)構(gòu)，其中聚丙烯腈共聚物高分子鏈中共聚結(jié)構(gòu)單元的組成、 分布是重要影響因素之一。 原有的聚丙烯腈共聚合工藝通常以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，在60-7(TC的條件下， 用二甲基亞砜溶液自由基共聚合的方法制備高性能碳纖維用聚丙烯腈共聚物紡絲液。聚丙 烯腈共聚物中共聚組分含量對紡絲液的可紡性、原絲的物理結(jié)構(gòu)特征以及原絲的預(yù)氧化、 碳化反應(yīng)特征有顯著影響。不同的共聚單體化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，各自的反應(yīng)活性也有差異，制得 共聚物組成與單體配比也往往不同。在共聚過程中，競聚率和單體濃度決定產(chǎn)物的鏈節(jié)組 成和共聚單元序列排布，從而影響產(chǎn)物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)。對于競聚率相差較 大的非理想共聚體系，一次性投料后，當(dāng)聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率較高時，產(chǎn)物瞬時組成與單體投料 濃度比有很大差異。如果在聚合過程中聚丙烯腈共聚物的瞬時組成不斷變化，最終共聚合 產(chǎn)物實際上由含不同量共聚鏈節(jié)的聚丙烯腈共聚物"共混"組成，用這種共聚物紡制的原絲 在微觀物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)性上均一性較差，對碳纖維性能將產(chǎn)生不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鏈結(jié)構(gòu)相對均勻、分子量分布窄的丙烯腈共聚物紡絲液 及其制備方法。 本發(fā)明所提供的丙烯腈共聚物紡絲液是丙烯腈共聚物的二甲基亞砜溶液；所述 丙烯腈共聚物由第一單體丙烯腈和共聚單體聚合而成，所述共聚單體包括第二共聚單體， 所述第二共聚單體為不飽和羧酸；所述第一單體丙烯腈的質(zhì)量為單體總質(zhì)量(丙烯腈和 共聚單體的總質(zhì)量)的90 99. 5%，所述共聚單體為單體總質(zhì)量的0. 5 10% ;所述紡 絲液中單體的質(zhì)量百分比濃度為15_30%，所述紡絲液中二甲基亞砜的質(zhì)量百分比濃度為 70-85%。 進一步地，所述第一單體丙烯腈的質(zhì)量為單體總質(zhì)量的95 99% ;所述共聚單體的質(zhì)量為單體總質(zhì)量的1 5%。 其中，所述共聚單體還可包括第三共聚單體，所述第三共聚單體為除所述不飽和 羧酸外的其它不飽和單體。 當(dāng)然，所述共聚單體也可只為第二共聚單體；或由第二共聚單體和第三共聚單體 組成。當(dāng)所述共聚單體由第二共聚單體和第三共聚單體組成時，所述共聚單體中第二共聚
單體與第三共聚單體的質(zhì)量比為(i : 9)-(i : i)，進一步優(yōu)選為(i : 3)-(i : -i)。
當(dāng)所述共聚單體為第二共聚單體時，所述丙烯腈共聚物紡絲液的制備方法包括下
述步驟 (1)按配比，將占溶劑總質(zhì)量50-90%的溶劑二甲基亞砜、第一單體丙烯腈加入到 帶有冷凝器和機械攪拌裝置的反應(yīng)器A中，室溫攪拌混合，在氮氣或惰性氣體保護下，升溫 至30 70°C ; (2)按配比，將剩余的溶劑二甲基亞砜、所述第二共聚單體加入到帶有機械攪拌裝 置的反應(yīng)器B中，在氮氣或惰性氣體保護下，室溫攪拌混合10-60分鐘；
(3)在氮氣或惰性氣體保護并攪拌條件下，將自由基引發(fā)劑投入反應(yīng)器A中，同時 將步驟(2)反應(yīng)器B中配制的溶液在1-4小時內(nèi)滴加至反應(yīng)器A中，于30 7(TC恒溫攪拌 反應(yīng)6 24小時，然后脫除殘余單體和氣泡，得到所述丙烯腈共聚物紡絲液；所述自由基弓I 發(fā)劑的加入量為所述單體總質(zhì)量的0. 5-1. 0%。 當(dāng)所述共聚單體由第二共聚單體和第三共聚單體組成時，所述丙烯腈共聚物紡絲 液的制備方法包括下述步驟 (1)按配比，將占溶劑總質(zhì)量50-90%的溶劑二甲基亞砜、第一單體丙烯腈和所述 第三共聚單體加入到帶有冷凝器和機械攪拌裝置的反應(yīng)器A中，室溫攪拌混合，在氮氣或 惰性氣體保護下，升溫至30 70°C ; (2)按配比，將剩余的溶劑二甲基亞砜、所述第二共聚單體加入到帶有機械攪拌裝 置的反應(yīng)器B中，在氮氣或惰性氣體保護下，室溫攪拌混合10-60分鐘；
(3)在氮氣或惰性氣體保護并攪拌條件下，將自由基引發(fā)劑投入反應(yīng)器A中，同時 將步驟(2)反應(yīng)器B中配制的溶液在1-4小時內(nèi)滴加至反應(yīng)器A中，于30 7(TC恒溫攪拌 反應(yīng)6 24小時，然后脫除殘余單體和氣泡，得到所述丙烯腈共聚物紡絲液；所述自由基弓I 發(fā)劑的加入量為所述單體總質(zhì)量的0. 5-1. 0%。 本發(fā)明中所述第二共聚單體具體可選自下述3種單體中的任意一種衣康酸、丙 烯酸和甲基丙烯酸；所述第三共聚單體具體可選自下述8種單體中的任意一種丙烯酸甲 酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、衣康酸單甲酯、衣康酸單丁酯、衣康酸雙甲 酯和衣康酸雙丁酯；所述自由基引發(fā)劑可為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或它們的任意混 合物。 本發(fā)明的方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，通過在丙烯腈共聚合過程中，在反應(yīng)一 定時間內(nèi)(l-4小時內(nèi))連續(xù)滴加補加第二共聚單體，有效地控制反應(yīng)液中第二共聚單體含 量的變化幅度，使在反應(yīng)一定時間內(nèi)第二共聚單體始終保持一定的含量范圍，穩(wěn)定丙烯腈 共聚物的瞬時組成，有助于生成鏈結(jié)構(gòu)均勻、分子量高、分子量分布窄的聚丙烯腈共聚物紡 絲液。另外本發(fā)明還在聚丙烯腈中引入親水共聚鏈段(第三共聚單體)，通過構(gòu)建聚丙烯腈 共聚物，不僅提高了紡絲液的親水性，而且對后續(xù)原絲預(yù)氧化的環(huán)化放熱起到了寬化放熱范圍、降低放熱量的作用，改善了紡絲液的熱穩(wěn)定性、提高了可紡性能。 本發(fā)明所提供的聚丙烯腈共聚物紡絲液，不僅具有高的鏈結(jié)構(gòu)均勻性、窄的分子
量分布，并且具備高的分子量、高的轉(zhuǎn)化率、高的聚合速率和具備優(yōu)異的可紡性能。 本發(fā)明具有以下有益效果 1、以一定的速度，在最初反應(yīng)一段時間內(nèi)連續(xù)滴加補加自聚共聚能力較強的第二 共聚單體，使得反應(yīng)初期劇烈階段共聚單體濃度相對穩(wěn)定，聚丙烯腈共聚物的鏈結(jié)構(gòu)相對
均勻，所得聚丙烯睛的分子量分布顯著降低。 2、親水性第三共聚單體的引入，在大大提高紡絲液親水性的同時，對可紡性的提 高和后續(xù)環(huán)化放熱的擴散都有極大的促進作用。 3、采用低溫引發(fā)劑，提高了聚丙烯腈的分子量，同時減少聚合過程中的交聯(lián)和微 凝膠的生成，得到的聚丙烯腈色淺透明。 4、連續(xù)滴加第二單體和采用低溫引發(fā)劑，還可以顯著提高聚合效率，提高生產(chǎn)能 力、提高設(shè)備利用率。 5、本發(fā)明具有官能團在聚丙烯腈高分子鏈上分布均勻，合成工藝簡單，反應(yīng)條件 容易控制，可紡性好，所制原絲及碳纖維強度高，在濕紡工藝下可得圓形截面原絲等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明實施例4所得到的聚丙烯腈共聚物的GPC譜圖。
圖2為本發(fā)明實施例4所得到的聚丙烯腈共聚物的DSC圖。
圖3為本發(fā)明實施例4所得到的聚丙烯腈共聚物原絲的SEM圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。 下述實施例中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所述試劑和實驗材 料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。
實施例1 (1)準確稱取26. 25Kg溶劑二甲基亞砜和13. 5Kg第一單體丙烯腈加入到帶有冷 凝器和機械攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜A中，室溫攪拌混合， 一邊氮氣鼓泡保護， 一邊升溫至
60°C ; (2)準確稱取8. 75Kg溶劑二甲基亞砜和1. 5Kg第二共聚單體衣康酸加入到帶有機 械攪拌裝置的不銹鋼滴加釜B中，室溫攪拌混合，氮氣鼓泡60分鐘； (3)在氮氣保護、攪拌下，將75g自由基引發(fā)劑偶氮二異丁腈一次性投入反應(yīng)釜A 中，同時將步驟(2)滴加釜B中配制得的溶液在4小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜A中，于65°。恒溫 攪拌反應(yīng)6小時，然后脫除殘余單體和氣泡，獲得一種鏈結(jié)構(gòu)均勻、窄分子量分布的丙烯腈 共聚物紡絲液。單體轉(zhuǎn)化率為77%，用凝膠滲透色譜法(GPC)測得共聚物的重均分子量為 6. 5萬，分子量分布為2. 0。在標準條件下進行濕紡，得到無毛絲、可牽伸倍數(shù)高、色擇白、可紡性能優(yōu)異的圓形截面原絲，其纖度為1.01dtex、強度為5. 8cN/dtex、斷裂伸長率為13%。
實施例2 (1)準確稱取24Kg溶劑二甲基亞砜和9. 75Kg第一單體丙烯腈加入到帶有冷凝 器和機械攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜A中，室溫攪拌混合， 一邊氮氣鼓泡保護， 一邊升溫至
60°C ; (2)準確稱取16Kg溶劑二甲基亞砜和250g第二共聚單體衣康酸加入到帶有機械 攪拌裝置的不銹鋼滴加釜B中，室溫攪拌混合，氮氣鼓泡30分鐘； (3)在氮氣保護、攪拌下，將60g自由基引發(fā)劑偶氮二異丁腈一次性投入反應(yīng)釜A 中，同時將步驟(2)滴加釜B中配制得的溶液在4小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜A中，于6(TC恒溫攪 拌反應(yīng)24小時，然后脫除殘余單體和氣泡，獲得一種鏈結(jié)構(gòu)均勻、窄分子量分布的丙烯腈 共聚物紡絲液。單體轉(zhuǎn)化率為87%，用凝膠滲透色譜法(GPC)測得共聚物的重均分子量為 7. O萬，分子量分布為2. 0。在標準條件下進行濕紡，得到無毛絲、可牽伸倍數(shù)高、色澤白、可 紡性能優(yōu)異的圓形截面原絲，其纖度為1. 15dtex、強度為6. OcN/dtex、斷裂伸長率為11%。
實施例3 (1)準確稱取31. 2Kg溶劑二甲基亞砜、10. 67Kg第一單體丙烯腈和220g第三共聚 單體丙烯酸甲酯加入到帶有冷凝器和機械攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜A中，室溫攪拌混合， 一邊氮氣鼓泡保護，一邊升溫至50°C ; (2)準確稱取7. 8Kg溶劑二甲基亞砜和110g第二共聚單體丙烯酸加入到帶有機械 攪拌裝置的不銹鋼滴加釜B中，室溫攪拌混合，氮氣鼓泡30分鐘； (3)在氮氣保護、攪拌下，將55g自由基引發(fā)劑偶氮二異庚腈一次性投入反應(yīng)釜A 中，同時將步驟(2)滴加釜B中配制得的溶液在3小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜A中，于5(TC恒溫攪 拌反應(yīng)18小時，然后脫除殘余單體和氣泡，獲得一種鏈結(jié)構(gòu)均勻、窄分子量分布的丙烯腈 共聚物紡絲液。單體轉(zhuǎn)化率為87%，用凝膠滲透色譜法(GPC)測得共聚物的重均分子量為 8.0萬，分子量分布為1.7。在標準條件下進行濕紡，得到無毛絲、可牽伸倍數(shù)高、色澤白、可 紡性能優(yōu)異的圓形截面原絲，其纖度為1. 17dtex、強度為6. lcN/dtex、斷裂伸長率為12%。
實施例4 (1)準確稱取27. 65Kg溶劑二甲基亞砜、10. 185Kg第一單體丙烯腈和231g第三共 聚單體丙烯酰胺加入到帶有冷凝器和機械攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜A中，室溫攪拌混合， 一邊氬氣鼓泡保護，一邊升溫至50°C ; (2)準確稱取11. 85Kg溶劑二甲基亞砜和84g第二共聚單體衣康酸加入到帶有機 械攪拌裝置的不銹鋼滴加釜B中，室溫攪拌混合，氬氣鼓泡30分鐘； (3)在氬氣保護、攪拌下，將73. 5g自由基引發(fā)劑偶氮二異庚腈一次性投入反應(yīng)釜 A中，同時將步驟(2)滴加釜B中配制得的溶液在4小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜A中，于5(TC恒溫 攪拌反應(yīng)12小時，然后脫除殘余單體和氣泡，獲得一種鏈結(jié)構(gòu)均勻、窄分子量分布的丙烯 腈共聚物紡絲液。單體轉(zhuǎn)化率為90%，用凝膠滲透色譜法(GPC)測得共聚物的重均分子量 為8. 8萬，分子量分布為1. 5，GPC圖譜見圖1。由圖1可以看出分子量分布重均分子量/數(shù) 均分子量(Mw/Mn = 87932/59480)等于1. 5，說明得到了鏈結(jié)構(gòu)均勻、分子量分布窄的丙烯 腈共聚物紡絲液。并用差示掃描量熱法分析所得到的聚丙烯腈共聚物的熱性能，DSC圖譜 見圖2。由圖2可以看出放熱峰有別于聚丙烯腈均聚物尖銳的放熱單峰，呈現(xiàn)共聚物特有的
7寬峰，而且第二單體衣康酸和第三單體丙烯酰胺的加入，使放熱峰具有更好的寬分布，峰形 平滑規(guī)整，而且放熱量有顯著減弱。 在標準條件下對丙烯腈共聚物紡絲液進行濕紡，得到無毛絲、可牽伸倍數(shù)高、色擇 白、可紡性能優(yōu)異的圓形截面原絲，其纖度為1.20dtex、強度為6. 6cN/dtex、斷裂伸長率為 12%。對所得到的原絲在l千倍下拍攝掃描電子顯微鏡(SEM)照片，從SEM照片可以更直
觀說明原絲截面呈圓形，而且纖度分布均勻。
實施例5 (1)準確稱取33. 75Kg溶劑二甲基亞砜、12. 25Kg第一單體丙烯腈和125g第三共 聚單體衣康酸雙甲酯加入到帶有冷凝器和機械攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜A中，室溫攪拌混 合，一邊氮氣鼓泡保護，一邊升溫至45°C ; (2)準確稱取3. 75Kg溶劑二甲基亞砜和125g第二共聚單體衣康酸加入到帶有機 械攪拌裝置的不銹鋼滴加釜B中，室溫攪拌混合，氮氣鼓泡30分鐘； (3)在氮氣保護、攪拌下，將112.5g自由基引發(fā)劑偶氮二異庚腈一次性投入反應(yīng) 釜A中，同時將步驟(2)滴加釜B中配制得的溶液在3小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜A中，于45t: 恒溫攪拌反應(yīng)8小時，然后脫除殘余單體和氣泡，獲得一種鏈結(jié)構(gòu)均勻、窄分子量分布的丙 烯腈共聚物紡絲液。單體轉(zhuǎn)化率為87%，用凝膠滲透色譜法(GPC)測得共聚物的重均分子 量為6. 6萬，分子量分布為1. 6。在標準條件下進行濕紡，得到無毛絲、可牽伸倍數(shù)高、色擇 白、可紡性能優(yōu)異的圓形截面原絲，其纖度為1. 13dtex、強度為6. lcN/dtex、斷裂伸長率為 12%。 實施例6 (1)準確稱取38. 25Kg溶劑二甲基亞砜、7. 425Kg第一單體丙烯腈和50g第三共 聚單體甲基丙烯酰胺加入到帶有冷凝器和機械攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜A中，室溫攪拌混 合，一邊氮氣鼓泡保護，一邊升溫至35°C ; (2)準確稱取4. 25Kg溶劑二甲基亞砜和25g第二共聚單體衣康酸加入到帶有機械 攪拌裝置的不銹鋼滴加釜B中，室溫攪拌混合，氮氣鼓泡10分鐘； (3)在氮氣保護、攪拌下，將52. 5g自由基引發(fā)劑偶氮二異庚腈一次性投入反應(yīng)釜 A中，同時將步驟(2)滴加釜B中配制得的溶液在2小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜A中，于35°。恒溫 攪拌反應(yīng)12小時，然后脫除殘余單體和氣泡，獲得一種鏈結(jié)構(gòu)均勻、窄分子量分布的丙烯 腈共聚物紡絲液。單體轉(zhuǎn)化率為90%，用凝膠滲透色譜法(GPC)測得共聚物的重均分子量 為6. 6萬，分子量分布為2. 2。在標準條件下進行濕紡，得到可紡性能較好的圓形截面原絲， 其纖度為1.20dtex、強度為5. 6cN/dtex、斷裂伸長率為11%。
權(quán)利要求
一種丙烯腈共聚物紡絲液，該紡絲液為丙烯腈共聚物的二甲基亞砜溶液；所述丙烯腈共聚物由第一單體丙烯腈和共聚單體聚合而成，所述共聚單體包括第二共聚單體，所述第二共聚單體為不飽和羧酸；所述第一單體丙烯腈的質(zhì)量為第一單體和共聚單體總質(zhì)量的90～99.5％，所述共聚單體為第一單體和共聚單體總質(zhì)量的0.5～10％；所述紡絲液中單體的質(zhì)量百分比濃度為15-30％，所述紡絲液中二甲基亞砜的質(zhì)量百分比濃度為70-85％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈共聚物紡絲液，其特征在于所述共聚單體為不飽和 羧酸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的丙烯腈共聚物紡絲液，其特征在于所述丙烯腈共聚物紡絲液按照權(quán)利要求7所述的方法制備得到。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈共聚物紡絲液，其特征在于所述共聚單體由第二共 聚單體和第三共聚單體組成；所述第二共聚單體為不飽和羧酸，所述第三共聚單體為除所述不飽和羧酸外的其它不飽和單體；所述共聚單體中第二共聚單體與第三共聚單體的質(zhì)量比為(i : 9)-(1 : i)，優(yōu)選為(i : 3)-(1 : i)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的丙烯腈共聚物紡絲液，其特征在于所述丙烯腈共聚物紡絲液按照權(quán)利要求9所述的方法制備得到。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的丙烯腈共聚物紡絲液，其特征在于所述第一單體丙烯腈的質(zhì)量為第一單體和共聚單體總質(zhì)量的95 99%，所述共聚單體的質(zhì)量為第一單體和共聚單體總質(zhì)量總質(zhì)量的1 5% ;所述第二共聚單體選自下述3種單體中的任意一種衣康酸、丙烯酸和甲基丙烯酸； 所述第三共聚單體選自下述8種單體中的任意一種丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰 胺、甲基丙烯酰胺、衣康酸單甲酯、衣康酸單丁酯、衣康酸雙甲酯和衣康酸雙丁酯。
7. —種制備權(quán)利要求2所述的丙烯腈共聚物紡絲液的方法，包括下述步驟(1) 按配比，將占溶劑總質(zhì)量50-90 %的溶劑二甲基亞砜、第一單體丙烯腈加入到帶 有冷凝器和機械攪拌裝置的反應(yīng)器A中，室溫攪拌混合，在氮氣或惰性氣體保護下，升溫至 30 70°C ;(2) 按配比，將剩余的溶劑二甲基亞砜、所述第二共聚單體加入到帶有機械攪拌裝置的 反應(yīng)器B中，在氮氣或惰性氣體保護下，室溫攪拌混合10-60分鐘；(3) 在氮氣或惰性氣體保護、攪拌條件下，將自由基引發(fā)劑投入反應(yīng)器A中，同時將步 驟(2)反應(yīng)器B中配制的溶液在l-4小時內(nèi)滴加至反應(yīng)器A中，于30 7(TC恒溫攪拌反應(yīng) 6 24小時，然后脫除殘余單體和氣泡，得到所述丙烯腈共聚物紡絲液；所述自由基引發(fā)劑 的加入量為所述單體總質(zhì)量的0. 5-1. 0%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述第二共聚單體選自下述3種單體中 的任意一種衣康酸、丙烯酸和甲基丙烯酸；所述自由基引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或它們的任意混合物。
9. 一種制備權(quán)利要求4所述的丙烯腈共聚物紡絲液的方法，包括下述步驟(1) 按配比，將占溶劑總質(zhì)量50-90%的溶劑二甲基亞砜、第一單體丙烯腈和所述第三 共聚單體加入到帶有冷凝器和機械攪拌裝置的反應(yīng)器A中，室溫攪拌混合，在氮氣或惰性 氣體保護下，升溫至30 70°C ;(2) 按配比，將剩余的溶劑二甲基亞砜、所述第二共聚單體加入到帶有機械攪拌裝置的反應(yīng)器B中，在氮氣或惰性氣體保護下，室溫攪拌混合10-60分鐘；(3)在氮氣或惰性氣體保護、攪拌條件下，將自由基引發(fā)劑投入反應(yīng)器A中，同時將步 驟(2)反應(yīng)器B中配制的溶液在1-4小時內(nèi)滴加至反應(yīng)器A中，于30 7(TC恒溫攪拌反應(yīng) 6 24小時，然后脫除殘余單體和氣泡，得到所述丙烯腈共聚物紡絲液；所述自由基引發(fā)劑 的加入量為所述單體總質(zhì)量的0. 5-1. 0%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述第二共聚單體選自下述3種單體中 的任意一種衣康酸、丙烯酸和甲基丙烯酸；所述第三共聚單體選自下述8種單體中的任意一種丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙 烯酰胺、甲基丙烯酰胺、衣康酸單甲酯、衣康酸單丁酯、衣康酸雙甲酯和衣康酸雙丁酯；所述自由基引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或它們的任意混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種丙烯腈共聚物紡絲液及其制備方法。該紡絲液是丙烯腈共聚物的二甲基亞砜溶液；所述丙烯腈共聚物由第一單體丙烯腈和共聚單體聚合而成，所述共聚單體包括不飽和羧酸類單體；所述第一單體丙烯腈的質(zhì)量為單體總質(zhì)量的90～99.5％，所述共聚單體為單體總質(zhì)量的0.5～10％；所述紡絲液中單體的質(zhì)量百分比濃度為15-30％，所述紡絲液中二甲基亞砜的質(zhì)量百分比濃度為70-85％。本發(fā)明通過在丙烯腈共聚合過程中，在反應(yīng)一定時間內(nèi)連續(xù)滴加補加第二共聚單體，有效地控制反應(yīng)液中第二共聚單體含量的變化幅度，使在反應(yīng)一定時間內(nèi)第二共聚單體始終保持一定的含量范圍，穩(wěn)定丙烯腈共聚物的瞬時組成，生成了鏈結(jié)構(gòu)均勻、分子量高、分子量分布窄的聚丙烯腈共聚物紡絲液。
文檔編號C08F220/46GK101781809SQ201010120920
公開日2010年7月21日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者徐堅, 李春成, 管國虎, 肖耀南 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所