二羟基二过碘酸合镍(Ⅳ)氧化还原引发丙烯腈聚合反应的动力学

以二羟基二过碘酸合镍（Ⅳ）（简称Ni（Ⅳ））为引发剂,在碱性环境中引发丙烯腈（AN）聚合。结果表明：聚合速率随单体浓度和引发剂浓度的增大而增大,随温度、介质pH值的增大出现先开后降的趋势;聚合物分子量随引发剂浓度的增加而减小;本聚合反应对单体的浓度指数为1．108,对引发剂的浓度指数为0．553;反应活化能为41．57kJ／mol;通过红外光谱等对聚合物结构进行了表征,并对引发机理进行了探讨。     

Na2S2O8-Na2S2O3引发淀粉接枝丙烯腈的研究

采用Na2S2O8-Na2S2O3,氧化还原体系,将淀粉与丙烯腈进行接技聚合,制备了淀粉／AN接技共聚物,研究了引发剂用量、反应温度、单体浓度对接枝共聚的影响。     

阴离子聚合理论新见解应用于聚异戊二烯结构控制的研究

以正丁基锂(n-BuLi)为引发剂,环己烷为溶剂,在40～70℃下进行异戊二烯(Ip)阴离子聚合的研究。考察了极性调节剂四氢呋喃(THF),结构调节剂P-配合物对异戊二烯聚合特点及聚异戊二烯(PI)结构的影响。分别采用GPC、~1H-NMR以及~7Li-NMR对P-配合物、引发剂以及聚合物的结构进行了分析。结果表明,当聚合温度远高于聚异戊二烯的玻璃化温度时,转化率-时间曲线仅出现加速拐点而不会出现转化率停滞平台。用先前提出的缔合引发剂引发聚合并崩解,以及通过控制离子对之间距离可实现对聚异戊二烯结构进行控制新见解,解释了以往在阴离子聚合中难以解释的问题。当把P-配合物加入到以n-BuLi为引发剂的聚合体系中,由于锂被P-配合物和n-BuLi共享,从而强化了两者之间的结合。而P-配合物较大的空间体积封堵了部分的离子对通道,使得聚异戊二烯中3,4结构链节显著增加至50%以上。     

丙烯腈的水相沉淀连续聚合反应

采用高转化率水相沉淀连续聚合实验方法,对AN/VAc/SSS三元共聚进行了研究,重点考察了总单体进料浓度、单体配比、聚合温度、聚合时间、引发剂浓度及氧化剂/还原剂比例等工艺条件对聚合转化率、相对分子质量、共聚物组成及聚合体颗粒形态的影响。     

正丁基锂/2,5,8-三氧壬烷引发的α-甲基苯乙烯阴离子平衡聚合动力学及反应机理研究

以n-BuLi为引发剂,2,5,8·三氧壬烷(2G)为极性添加剂,环己烷为溶剂,在20℃进行α-甲基苯乙烯的阴离子平衡聚合反应。测定了聚合、解聚速率常数随2G浓度变化规律,讨论了不同[2G]/[BuLi]下的反应活性种及聚合、解聚反应动力学。当[2G]/[BuLi]<0.683时,聚合反应速度和单体浓度在引发阶段为二级反应;在增长阶段为一级反应;在[2G]/[BuLi]<0.683的整个聚合反应期间为一级发应。因而得到了[2G]/[BuLi]不同比值范围内的平衡单体浓度、添加剂浓度、聚合、解聚速率常数之间的关联式。当[2G]/[BuLi]<50时,提出了自由离子存在下的平衡聚合反应机理。     

丙烯腈-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸羟乙酯三元共聚合反应的研究

采用水相沉淀聚合法，以NaClO3-NaHSO3氧化还原体系为引发剂，对丙烯腈(AN)／醋酸乙烯酯(VAc)／甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)三元共聚进行了研究。重点考察了总单体浓度、引发剂浓度及氧化剂还原剂比例、pH值、聚合温度、聚合时间等工艺条件对聚合物转化率、固含量、相对粘均分子量的影响。通过红外分析证明了产物。     

乳液型压敏胶的研制

用复合引发剂引发聚合的方法制备乳液型压敏胶,通过对反应物的中和度、引发剂用量、反应时间、反应温度、反应物浓度等进行筛选,确定了最优聚合条件。为进一步模拟工业化生产提供了理论依据和实验基础。     

α-甲基苯乙烯阴离子平衡聚合动力学及反应历程研究

本文研究了以环已烷作稀释剂,n-BuLi引发α-甲基苯乙烯阴离子平衡聚合动力学和反应历程,获得了单量体和缔合体引发α-甲基苯乙烯聚合的增长反应速度常数和解聚反应速度常数及相应的活化能。     

1,1-二苯基己基锂合成星形溶聚丁苯橡胶

以环己烷为溶剂,1,1-二苯基乙烯(DPE)与正丁基锂(n-BuLi)反应得到1,1-二苯基己基锂（DPHL）,对其产率、稳定性和引发活性进行了研究。然后以DPHL为引发剂,四氢呋喃为结构调节剂,采用负离子聚合方法合成了线形溶聚丁苯橡胶（SSBR）;最后以SnCl₄偶联制备星形SSBR。用凝胶渗透色谱仪、核磁共振对产物进行了表征,考查了端基结构、聚合反应时间和偶联剂用量对SSBR偶联效率的影响,研究了硫化胶性能。结果表明, n (DPE)/ n (n-BuLi)为1时,DPHL产率和纯度较佳,DPHL在2℃冰箱中保存时间超过30d,浓度降为初始浓度的90%以下;引发剂残基“双苯环”存在于聚合物链末端;分子量为70 × 10⁴,聚合反应时间为60min, n（Cl^-）/n（Li⁺）为1.12,偶联效率最高,端基转换为丁二烯后,偶联效率提高;与n-BuLi相比,由DPHL引发合成的星形SSBR的拉伸强度、撕裂强度和断裂伸长率有所提高,压缩疲劳温升降低,0℃时的tanδ更高,60℃时的tanδ更低。     

高锰酸钾引发甲基丙烯酸甲酯微乳液聚合

以高锰酸钾为引发剂,采用膨胀计法,对十二烷基硫酸钠与乳化剂OP协同稳定的甲基丙烯酸甲酯O/W型微乳液体系的聚合进行了研究,考察了引发剂种类、反应温度、引发剂浓度、单体浓度及AA/MMA质量比对微乳液单体转化率及聚合速率的影响,结果表明：相对于油溶性的偶氮二异丁腈,水溶性的高锰酸钾和过硫酸钾引发微乳液聚合的速率较快且转化率较高;反应温度升高,聚合速率及最终转化率先增加后减小,35℃以上聚合时的表观活化能为-82.7kJ/mol;高锰酸钾浓度增大,聚合速率及最终转化率逐步增至最大值并趋于稳定;随单体浓度以及AA/MMA质量比的增加,聚合速率及最终转化率存在峰值;此外,条件适宜可以观察到比较明显的恒速期.     

13C NMR分析超临界CO2中合成的PAN的立构规整度

采用^13C NMR分析技术，将超临界CO2下AN沉淀聚合的立体特性(以下简称CO2-PAN)与AN水相沉淀自由基聚合及AN水相悬浮自由基聚合进行了比较，在五单元组立构序列的水平上讨论了超临界CO2中AN沉淀聚合的统计链增长模型。研究表明CO2-PAN的链增长过程符合Bernoulli统计模型，其立构规整性是完全无规的。并认为，与其他两种PAN相比，CO2-PAN等规立构规整度偏低的原因是由于所采用的CO2溶剂的非极性效应所致。     

共聚组分对聚丙烯腈(PAN)纤维预氧化程度的影响及其与碳纤维结构和性能的关联

利用自制碳纤维连续化试验线对两类聚丙烯腈（PAN）原丝进行了不同条件的梯度升温预氧化处理,并最终得到碳纤维。采用差示扫描量热分析（DSC）、红外光谱（FT-IR）、广角X射线衍射（WAXD）等表征手段分析了共聚组分对PAN分子链规整度的影响以及分子链规整度对预氧化、炭化过程中纤维结构转变的影响。结果表明,相对于三元共聚PAN纤维,二元共聚PAN纤维由于分子链规整度的提高,与环化反应有关的放热反应相对滞后发生;在相同的预氧化条件下,二元共聚PAN纤维能得到环化度较高的预氧化纤维,所得碳纤维的类石墨晶粒尺寸Lc也较大。结合碳纤维的拉伸强度和拉伸模量数据发现,二元共聚纤维适宜预氧化的温度要高于三元共聚纤维适宜预氧化的温度。     

高等规度聚丙烯腈的合成

研究了在不同的反应条件下二丁基镁引发的丙烯腈阴离子聚合反应,得到了等规度较高的聚丙烯腈(PAN),通过对碳的核磁谱图（¹³C-NMR）分析得出聚合产物中三单元组全同立构、间同立构及无规立构的含量,三单元组等规立构的质量分数可以达到56.49%。将二丁基镁引发的PAN等规立构含量与偶氮二异丁氰(AIBN)引发的自由基聚合得到的PAN等规立构含量进行了比较,通过示差扫描量热分析（DSC）测试,结果表明等规度较高的PAN在预氧化过程中放热量大,易于氧化成环。     

Structure Analysis of Polyacrylonitrile Polymerized in Ionic Liquids

Polyacrylonitriles （PANs） ware synthesized both by atom transfer radical polymerization （ATRP） anti free radical polymerization in ionic liquid 1 - buty - 3 - methylimidazolium chloride （[bmim]Cl）. [bmim]Cl demonstrates to be a preferable solvent for ATRP of acrylonitrile （AN）. The polymerization maintains the usual advantages of ATRP with molecular weight agrees well with theoretical value and low polydispersity （PDI = 1.15）. It is also shown the higher conversion and lower molecular weight dispersion in ionic liquid than in dimethylformamide （DMF）. From FTIR and NMR analysis, it is confirmed that the chemical structures of PANs synthesized in [bmim]Cl were identical with that obtained in DMF. In atom transfer radical polymerization, the methine and cyan carbon atoms in isotactic configuration for PAN produced in [bmim] Cl have a configuration consisting of about 55.5% isotactic diads. It is higher than that obtained in DMF which is 52.2%. So, ionic liquid has effect on the stereostructure of PANs. Further analysis of ^13C NMR spectra indicated that the isotacticity of PAN synthesized by free radical polymerization was lower than that of PAN prepared by ATRP, although both of them were random in stereoregularity. Besides the pentad tacticities of PANs also suggested that the sequence distributions of them all obey Bernoulli statistics.     

聚醚多元醇大分子单体与苯乙烯/丙烯腈共聚合反应动力学研究

利用大分子单体法合成了聚合物聚醚多元醇 .测定了各反应条件下乙烯基单体的转化速率和最终产品中微粒大小 .发现聚合反应的动力学规律 ,与以小分子物质为反应介质的分散聚合基本一致 .大分子单体用量、搅拌速率和反应温度均影响乙烯基单体转化速率和微粒大小 .     

用于熔融纺丝加工的聚丙烯腈树脂的性能研究

研究了自制的可熔融聚丙烯腈(MPAN)树脂的可熔融性及其熔体的流变性能。应用多种测试手段测定了MPAN树脂的相对分子质量、AN(丙烯腈单元)含量等。结果表明,MPAN树脂可以在190～220℃熔融挤出,其熔体为切力变稀的非牛顿流体,随温度增加,MPAN树脂熔体的流动性变好;树脂中的第二单体含量增加,MPAN树脂熔体粘度减小,其相对分子质量和AN含量应低于普通纤维级聚丙烯腈树脂。     

丙烯腈-卤代羧酸共聚物热行为的特性

用DSC技术研究了丙烯腈共聚物的热行为以查明含卤代羧酸共聚单体对PAN热稳定化过程的影响。实验结果表明:含有溴代羧酸(BrAA),氯代羧酸(ClAA),丙烯酸(AA)及衣康酸(IA)四种共聚物的环化活化能相应为86.2,158,128,102kJ/mol,其中以PAN/BrAA的环化活化能最低,并且与PAN/IA及PAN/AA相比,可以在较高温度下进行热稳定化反应,有助于缩短热稳定化时间。实验还表明,在热稳定化效率方面共聚单体BrAA优于ClAA。对于卤代羧酸共聚物的环化反应机理也进行了讨论。     

碳纤维用PAN原丝的结构与性能

采用以二甲基亚砜（DMSO）为溶剂的连续溶液聚合和一步湿法纺丝技术，在10t／a中试实验装置上成功地制备了碳纤维用聚丙烯腈（PAN）原丝批量产品。通过不断地优化聚合和纺丝工艺条件，实现了PAN原丝的中试稳定化。实验结果表明，采用连续溶液聚合技术在实现单体高度转化的同时获得了高分子量的PAN共聚物，通过调整凝固成型工艺条件和牵伸配比制备了具有圆形截面且结构致密的高取向度PAN原丝。将批量PAN原丝产品进行预氧化、低温碳化和高温碳化后．获得PAN基碳纤维，其束丝强度、模量和断裂伸长率的平均值分别达到3．74GPa，223GPa和1．7％。     

聚丙烯腈纤维热稳定化反应动力学研究

采用“改进Coats-Redfern”法,通过差式扫描量热(DSC)研究了聚丙烯腈(PAN)纤维在惰性气氛中的热稳定化反应动力学,探索了PAN纤维在惰性气氛中的热稳定化反应机理。结果表明：在40~400℃范围内,PAN纤维在惰性气氛中的热稳定化反应总体上符合一级的反应级数模型,计算得到表观反应活化能E_a=177.1kJ/mol;进一步分区通过分区研究和计算,提出了“三区域反应动力学模型”,此模型的计算值与实验值相吻合,能很好地预测PAN纤维在不同升温速率时的热行为;初步提出了PAN纤维在惰性气氛中的热稳定化反应机理。     

锌／聚丙烯腈复合镀层的研究

通过金属锌的电沉积与丙烯腈（AN）电聚合的复合过程,获得有机大分子链掺杂的金属基复合镀层－锌／聚丙烯腈（PAN）复合镀层。考察了电沉积条件对电镀及电聚合过程的影响,并测定了复合镀层组成及性能。性能测试结果表明,复合镀层的胶接性能较纯锌镀层有显著提高。