碳纖維的制備——懸浮聚合

免引入金屬離子

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為獲得高分子量的PAN共聚物(Copolymer，Interpolymer)，有人開發(fā)了溶劑(性狀：透明，無色的液體)一水懸浮聚合法。在這種方法中用溶劑(性狀：透明，無色的液體)和水的混合物作為聚合反應(yīng)的介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))，可以用偶(AIBN)作為引發(fā)劑，日本三菱人造絲公司(Company)1985年申請了溶劑(性狀：透明，無色的液體)一水懸浮聚合的專利（意為：公開的信件或公共文獻(xiàn)）等研究（research)發(fā)現(xiàn)提高聚合液中水的包含比重有利于聚合物分子量的提高，因?yàn)樗逆溵D(zhuǎn)移系數(shù)小。
  懸浮聚合法特別適合制備性能優(yōu)異的碳(C)纖維用PAN原絲。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。這種方法聚合轉(zhuǎn)化率高，聚合時間短，得到的PAN聚合物分子量高，而且分子缺陷少，穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒有變動)化環(huán)化初始溫度（temperature)低。聚合溫度、氫離子濃度指數(shù)、添加劑用量、反應(yīng)物(包括(bāo kuò)引發(fā)劑的濃度)、攪拌強(qiáng)度（strength)和反應(yīng)液的停留時間均可調(diào)節(jié)聚合物分子量。 內(nèi)容來自123456
  
  碳(C)纖維的缺陷主要來源于原絲、穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒有變動)化、碳化工藝，其中原絲的缺陷有很大一部分來源于聚合原料的金屬雜質(zhì)，金屬雜質(zhì)對CF力學(xué)性能有顯著影響(influence)。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。因此在聚合時聚合單體要精餾、過濾，采用高純水、高純?nèi)軇?性狀：透明，無色的液體)，引發(fā)劑要不含金屬離子，設(shè)備(shèbèi)防腐，避免引入金屬離子。

  聚合物的性能對碳(C)纖維力學(xué)性能有很大影響(influence)，尤其是分子量對最終碳纖維的拉伸強(qiáng)度（strength)、模量有影響很大，日本三菱人造絲公司(Company)在1988年申請的專利（意為：公開的信件或公共文獻(xiàn)）中提到，選用相對分子質(zhì)量大于等于50X10 4的PAN共聚物(Copolymer，Interpolymer)可制備拉伸強(qiáng)度達(dá)到6.13GPa的碳纖維。

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