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丙烯腈(AN)和衣康酸(IA)的共聚产物P(AN-co-IA)是生产聚丙烯腈基碳纤维的前躯体,其分子链结构、共聚物组成、共聚物的分子量及其分布等对聚丙烯腈原丝的性能有重大影响,而聚合反应过程是决定这些影响因素的关键过程,因此需要深入研究AN和IA的聚合反应过程。本文对AN和IA的溶液聚合过程进行了研究。首先利用正交试验法研究了聚合反应条件对聚合转化率及粘均分子量的影响;然后利用紫外分光光度计和气相裂解色谱与质谱的联用(GC-MS)计算了聚合反应的引发效率;再通过核磁碳谱(13C-NMR)和红外光谱(IR)定量的研究了引发剂用量对P(AN-co-IA)三元立构的影响并研究了构型序列的统计热力学;应用渗透凝胶色谱法(GPC)研究了P(AN-co-IA)分子量分布;最后利用差示扫描量热法(DSC)、热失重分析法(TGA)、动态力学机械性能分析(DMA)研究了P(AN-co-IA)的热性能。研究结果表明:1、影响聚合转化率的重要程度次序为:温度、单体浓度、引发剂的用量、一二单的比例;影响聚合产物粘均分子量的重要程度次序是:单体浓度、一单、二单的比例、引发剂的用量、温度。进一步的研究知道:ⅰ、反应体系中单体浓度越高聚合转化率也越大;ⅱ、转化率和粘均分子量随IA用量增加而减小;ⅲ、引发剂的用量越大聚合反应的转化率越高,而聚合产物的粘均分子量越小。2、使用GC-MS求解出聚合反应中AIBN由于笼蔽效应而生成的四甲基丁二腈(TWSN)含量,利用AIBN在DMSO中的分解速率方程计算出AIBN在聚合反应结束后原液中的浓度,计算出丙烯腈聚合反应的引发剂效率为80.98%。3、AIBN用量越大聚合产物中全同立构体的含量越多,聚合物内消旋结构的数均序列长度分布是越大,而外消旋结构的数均序列长度越小,但内外消旋结构的数均序列长度都在2.0上下波动,进一步分析,发现P(AN-co-IA)三单元立构序列符合伯努利概率分布,所以P(AN-co-IA)是符合伯努利概率分布的无规聚合物。4、研究了聚丙烯腈构型序列的统计热力学,得到了丙烯腈自由基聚合的活化熵差、活化热焓差及聚合温度与聚合产物构型之间关系的动力学方程。5、P(AN-co-IA)的分子量分布随引发剂在聚合反应体系中浓度及聚合单体的浓度的增大而呈线性关系变宽,聚合反应温度及对P(AN-co-IA)的分子量分布无明显的影响,但聚合温度为65℃及反应时间为42h两种情况得到的聚合产物有较佳的分子量分布,P(AN-co-IA)的数均分子量随着聚合物中全同立构体含量的增加而减小的,且减小的趋势呈三次曲线变化。6、P(AN-co-IA)共聚物在氮气和空气两种气体氛围中的分解都可以分成三个阶段,聚合物随AIBN在反应体系中用量的增加而更易于分解;聚合过程中加入IA作为共聚单体可以将聚合物环化反应的机理,由均聚物的自由基机理转变为共聚物的离子机理,共聚物中IA的组分越多越能有效的减缓丙烯腈共聚物环化放热反应;丙烯腈共聚物中全同立构体含量越多,聚合物的储能模量和损耗模量越大而聚合物的Tg则越小。