碳纤维的溶液聚合

原丝是制备性能优异的碳(C)纤维的关键（解释:比喻事物的重要组成部分)。碳纤维生产传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。影响(influence)原丝性能的因素有：分子量、分子量分布、缺陷、原丝环化反应的初始温度（temperature)等。这些都可以在聚合过程(guò chéng)中通过(tōng guò)调节工艺条件，使其达到最佳化。制备PAN共聚物(Copolymer，Interpolymer)的聚合方法主要有两种,

　　A、溶液聚合；b.悬浮聚合。碳纤维生产具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。
  
  溶液聚合是比较成熟的制备PAN聚合物的一种方法，在民用PAN制备中广泛(extensive)应用。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性，因此碳纤维制品的强度大，硬度高，远超过同体积同重量的金属材质。因此，碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此，此前世界上碳纤维技术发达的国家（美国、德国、日本、韩国），对于向中国输出碳纤维产品和技术，保持着极其谨慎的态度。即使在目前，我国碳纤维以及碳纤维制品的进口，还受到发达国家的严格控制。它的优点是制备的PAN原丝稳定（解释:稳固安定；没有变动)化环化温度（temperature)低，而且原丝分子缺陷少。另外，除去未反应的丙烯腈单体的溶液可直接作为添加剂使用。溶液聚合的不好的地方是有时需要使用有机溶剂(性状：透明，无色的液体)、PAN共聚物分子量较低，影响(influence)最终碳(C)纤维的力学性能。

copyright 123456

  溶液聚合常用的溶剂有硫（化学符号：S）氰化钠(Sodium)(NaSCN)浓水溶液、氨氮水(Nitric acid)(HNO3)、二甲基亚砜(DMS0)、二甲基甲酰胺(acylamide)(DMF)等。常用的引发剂为偶氮类引发剂(如偶氮二异丁腈，偶氮二异庚腈)。聚合反应的影响(influence)因素有非常多，如引发剂浓度、单体浓度、聚合温度（temperature)、聚合时间、介质(起决定作用的物质)的氢离子浓度指数、杂质等。引发剂浓度增加，聚合反应速度增加，但聚合物分子量降低（reduce)。当聚合体系的温度升高时，供给反应体系的能量就增加，使引发剂分解速度加快，整个体系的反应总速度增加，但产物的平均分子量下降(descend)。聚合时间太短，反应热来不及释放(release)出来，单体转化率较低；聚合时间太长，则会使生产(Produce)能力下降。随着聚合时间的增加，大分子的分子量逐渐下降，分子量分布变宽，转化率虽然有所上升，但到最后提高不是很多。介质的pH值较小时对聚合物转化率和聚合物黏度（viscosity)都有较大影响。聚合体系中的杂质对聚合的影响最后都会导致(cause)转化率和平均分子量下降