一种碳中空纳米纤维用PAN聚合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳中空纳米纤维用PAN共聚物的制备方法，即在水体系中，采用过二硫酸钾‑亚硫酸氢钠作为氧化‑还原引发剂，以丙烯酸甲酯、衣康酸作为丙烯腈的共聚单体，于45～50℃聚合1.5小时。反应结束后，经分离、洗涤、干燥，得到PAN共聚物。这种聚合方法操作简单，成本低，PAN共聚物收率高，由此得到的PAN聚合物可纺性与预氧化工艺可控。以该聚合物为原料，通过同轴静电纺丝、预氧化、碳化、活化，得到的碳中空纳米纤维及其活性碳中空纳米纤维壳层较为致密，强度较好。

Preparation of Pan polymer for hollow carbon nanofibers

【技术实现步骤摘要】
一种碳中空纳米纤维用PAN聚合物的制备方法
本专利技术涉及碳中空纳米纤维制备
，具体涉及一种碳中空纳米纤维用聚丙烯腈(PAN)聚合物的制备方法。
技术介绍
碳中空纳米纤维是近年来广泛关注的一种新型碳纳米材料，具有耐高温、耐腐蚀、导电导热性好、高比表面积等一系列优异性能，在过滤材料、催化剂载体、吸附材料、电容器等领域发挥着重要作用。碳中空纳米纤维的制备与碳纤维类似，包括原丝制备、预氧化、碳化等工艺，二者区别之处在于前者主要通过同轴静电纺丝制备壳芯纳米纤维原丝，而后者采用传统的湿法纺丝进行制备。其中，原丝质量直接影响碳纤维及其碳中空纳米纤维的性质。目前，PAN是制备碳纤维及碳中空纳米纤维的最主要原料。就碳纤维的制备而言，PAN原丝的制备主要包括PAN聚合和纺丝两大工艺，而按照聚合和纺丝工艺的连续性可以将PAN原丝的制备方法分为一步法和二步法。一步法是将PAN聚合与纺丝连续进行，聚合釜中经均相溶液体系制备的PAN共聚物经脱单、脱泡处理后直接进行纺丝，其优点是流程较短，可控性好，利于获得高质量的原丝。常用的溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳中空纳米纤维用PAN聚合物的制备方法，其特征是：采用水相沉淀聚合反应，采用过二硫酸钾-亚硫酸氢钠作为氧化-还原引发剂，以丙烯酸甲酯、衣康酸作为丙烯腈的共聚单体，丙烯腈相对于水的质量百分数为25％～30％，丙烯酸甲酯相对于丙烯腈的质量百分数为6％～20％，衣康酸相对于丙烯腈的质量百分数为1％～6％，过二硫酸钾相对于丙烯腈的质量百分数为1.275％～1.71％，亚硫酸氢钠相对于丙烯腈的质量百分数为0.491％～0.659％，于45℃～50℃聚合1.5小时。反应结束后，经分离、洗涤、干燥，得到PAN共聚物。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳中空纳米纤维用PAN聚合物的制备方法，其特征是：采用水相沉淀聚合反应，采用过二硫酸钾-亚硫酸氢钠作为氧化-还原引发剂，以丙烯酸甲酯、衣康酸作为丙烯腈的共聚单体，丙烯腈相对于水的质量百分数为25％～30％，丙烯酸甲酯相对于丙烯腈的质量百分数为6％～20％，衣康酸相对于丙烯腈的质量百分数为1％～6％，过二硫酸钾相对于丙烯腈的质量百分数为1.275％～1.71％，亚硫酸氢钠相对于丙烯腈的质量百分数为0.491％～0.659％，于45℃～50℃聚合1.5小时。反应结束后，经分离、洗涤、干燥，得到PAN共聚物。


2.根据权利要求1所述的一种碳中空纳米纤维用PAN共聚物的制备方法，其特征是：丙烯腈相对于水的质量百分数为27.13％，丙烯酸甲酯相对于丙烯腈的质量百分数为6.45％，衣康酸相对于丙烯腈的质量百分数为1.08％，过二硫酸钾相对于丙烯腈的质量百分数为1.71％，亚硫酸氢钠相对于丙烯腈的质量百分数为0.659％，于50℃聚合1.5小时。经分离、洗涤、干燥，得到的PAN共聚物的聚合收率为97.6％，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树锋，罗小慧，程博闻，袁亮，海滇，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12