大丝束腈纶的表面改性及其热环化行为研究

摘要

为降低聚丙烯腈(PAN)基碳纤维生产成本,采用低成本大丝束腈纶作为前驱体,利用单宁酸的活性基团羟基对大丝束腈纶进行表面改性,制得单宁酸改性大丝束腈纶预氧化丝,研究了预氧化阶段大丝束腈纶的热环化行为。结果表明:经单宁酸溶液处理后,大丝束腈纶环化反应的起始温度从275℃降至200℃,从原来自由基聚合困难的反应转化为相对简单的离子聚合反应;改性大丝束腈纶经预氧化后氧元素质量分数从15.03%提升到27.43%,单宁酸改性显著促进了大丝束腈纶的氧化反应;改性大丝束腈纶经预氧化后体密度达到1.3746 g/cm^(3),满足后续碳化处理对纤维的结构要求,从而为后续大丝束腈纶基碳纤维制备奠定基础。