一种聚丙烯腈前驱体纺丝液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种聚丙烯腈前驱体纺丝液及其制备方法和应用，所述聚丙烯腈前驱体纺丝液的制备方法包括在聚丙烯腈前驱体纺丝液的制备过程中加入交联剂甲基丙烯酰胺笼型聚倍半硅氧烷；通过在聚丙烯腈纺丝液中加入交联剂甲基丙烯酰胺笼型聚倍半硅氧烷，使得甲基丙烯酰胺笼型聚倍半硅氧烷中的丙烯基和丙烯腈与衣康酸的反应产物进行接枝或聚合，以在聚合物之间产生化学键，引入POSS基团，在分子层上实现均匀分散，并改善聚合物性质；甲基丙烯酰胺笼型聚倍半硅氧烷具有多官能团能够使聚合的PAN相互交联，大大加快反应进程，并能增大PAN的分子量和转化率，还可以提高碳纤维复合材料的力学性能、机械性能、界面强度、导电性、导热性和耐久度。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯腈前驱体纺丝液及其制备方法和应用
本专利技术属于材料领域，涉及一种聚丙烯腈前驱体纺丝液及其制备方法和应用，尤其涉及一种基于可控交联的聚丙烯腈前驱体纺丝液及其制备方法和应用。
技术介绍
碳纤维是一种含碳量90％以上的纤维，强度高，密度小，导电性能极好，耐高温耐腐蚀，综合性能极其优异。目前，人们只能通过先合成碳纤维前驱体纺丝溶液，然后经过纺丝、高温氧化、高温碳化等步骤，最终制成碳纤维。其中，聚丙烯腈(PAN，以下简称PAN)作为一种碳纤维前驱体，制作流程较为简单，制得的碳纤维综合性能良好，碳化收率高，因此成为了碳纤维生产工业中的主流。目前，业内制备PAN纺丝溶液较好的方法是均相溶液聚合法，反应时间一般为18至21小时。均相溶液聚合法的原料由丙烯腈(AN，以下简称AN)、共聚单体、引发剂和溶剂组成。共聚单体通常选择衣康酸(IA，以下简称IA)，引发剂常用偶氮二异丁腈(AIBN，以下简称AIBN)，溶剂常用二甲基亚砜(DMSO，以下简称DMSO)。但是，均相溶液聚合生成的聚丙烯腈(PAN)纺丝液的聚合度并不高，最后得到的聚丙烯腈(PA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丙烯腈前驱体纺丝液的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈前驱体纺丝液的制备方法包括：在聚丙烯腈前驱体纺丝液的制备过程中加入交联剂，所述交联剂为甲基丙烯酰胺笼型聚倍半硅氧烷。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯腈前驱体纺丝液的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈前驱体纺丝液的制备方法包括：在聚丙烯腈前驱体纺丝液的制备过程中加入交联剂，所述交联剂为甲基丙烯酰胺笼型聚倍半硅氧烷。


2.根据权利要求1所述的聚丙烯腈前驱体纺丝液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将丙烯腈、共聚单体和引发剂加入溶剂中，反应，得到反应物；
(2)将步骤(1)得到的反应物中加入交联剂甲基丙烯酰胺笼型聚倍半硅氧烷，反应，得到所述聚丙烯腈前驱体纺丝液。


3.根据权利要求2所述的聚丙烯腈前驱体纺丝液的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述共聚单体为衣康酸、衣康酸铵或丙烯酸中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(1)所述引发剂为偶氮二异丁腈和/或偶氮二异庚腈；
优选地，步骤(1)所述溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(2)所述甲基丙烯酰胺笼型聚倍半硅氧烷具有如下所示结构：





4.根据权利要求2或3所述的聚丙烯腈前驱体纺丝液的制备方法，其特征在于，以步骤(1)所述丙烯腈的添加量为1-5mL计，所述共聚单体的添加量为21.6-108mg，引发剂的添加量为4.2-21mg，溶剂的添加体积为2.7-13.5mL。

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣，王湘麟，刘玉锇，李敏，周鸿康，付则宁，陈柔羲，吕尤，葛世洁，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44