衣康酸α,β羧基对聚丙烯腈热稳定化反应的影响及机理

高分子材料科学与工程, 2015, 31(8): 22-27.

衣康酸α,β羧基对聚丙烯腈热稳定化反应的影响及机理

王晓红 ^1, , 欧阳琴 ^2, , 陈友汜 ^3, , 王雪飞 ^4, , 李德宏 ^5, , 杨建行 ^6, , 潘建国 ^7,

1.中国科学院宁波材料技术与工程研究所碳纤维制备技术国家工程实验室,浙江宁波315201;宁波大学材料科学与化学工程学院,浙江宁波315211

2.中国科学院宁波材料技术与工程研究所碳纤维制备技术国家工程实验室,浙江宁波,315201

3.中国科学院宁波材料技术与工程研究所碳纤维制备技术国家工程实验室,浙江宁波,315201

4.中国科学院宁波材料技术与工程研究所碳纤维制备技术国家工程实验室,浙江宁波,315201

5.中国科学院宁波材料技术与工程研究所碳纤维制备技术国家工程实验室,浙江宁波,315201

6.中国科学院宁波材料技术与工程研究所碳纤维制备技术国家工程实验室,浙江宁波,315201

7.宁波大学材料科学与化学工程学院,浙江宁波,315211

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(21404111) 国家重点基础研究发展计划项目(2011CB605602) 宁波市产业技术创新及成果产业化科技项目(2013B10040)

关键词：聚丙烯腈 , 衣康酸 , 羧基 , 热稳定化

Effect and Mechanism of α, β Carboxylic Acid Groups of Itaconic Acid on the Stabilization Reactions of Polyacrylonitrile

Keywords： polyacrylonitrile , itaconic acid , carboxylic acid group , stabilization

采用K2S2O8-NaHSO3引发剂和水相沉淀聚合法制备了丙烯腈均聚物(PAN)、丙烯腈-β-衣康酸单乙酯共聚物(P(AN-MIA))、丙烯腈-表康酸共聚物(P(AN-IA)).采用红外光谱和差示扫描量热/热重同步分析研究了衣康酸α,β羧基对热稳定化反应的影响及机理.结果表明,引入MIA和IA共聚单体均能显著提高相对环化率,降低热稳定化反应起始温度,缓和放热和失重行为.但IA的作用效果更好,这归功于IA中的α,β羧基均能引发氰基发生离子环化反应,使PAN转变为更稳定的梯形结构.通过对空气气氛的差示扫描量热曲线进行分峰处理,研究了IA的α,β羧基对离子环化反应和氧化反应的影响及其机理.

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