AMPS氨化对四元聚丙烯腈原丝结构和性能的影响

作者：赵晓莉^*; 齐暑华; 刘建军; 韩笑

来源：工程塑料应用, 2019, 47(02): 30-35.

• 聚丙烯腈原丝
• 四元共聚
• 氨化
• 孔隙率
• 亲水性
• 截面
• 力学性能

利用氨水对2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)的磺酸基进行氨化改性以制备氨化AMPS,采用丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸和氨化AMPS为聚合单体,以偶氮二异丁腈为引发剂,在溶剂二甲基亚砜中经溶液共聚合成了四元聚丙烯腈(PAN)纺丝液,并通过湿法纺丝纺制了碳纤维前驱体四元PAN原丝,分析了AMPS的氨化率对原丝结构和性能的影响。结果表明,AMPS氨化改性后成功将亲水基团NH4+引入到四元PAN原丝中;AMPS氨化率为0%～40%时,随着氨化率的增加,纺丝液中共聚物的接触角逐渐减小,原丝的孔隙率先下降后上升,拉伸性能先增大后减小;AMPS氨化率为30%时,原丝的孔隙率最小、拉伸性能最好、截面形貌近似为圆形,其热反应起始温度有所降低、放热峰变宽,最终制得的原丝孔隙率为12.3%,拉伸强度、拉伸弹性模量和断裂伸长率分别为7.5,123.2c N/dtex和15.2%,由此制备的碳纤维拉伸强度、拉伸弹性模量和断裂伸长率达到了4 321MPa,211GPa和2.9%,分别较未氨化时提高了12.4%,6.6%和7.4%。

• 单位
  西北工业大学; 西安康本材料有限公司