可熔融丙烯腈-N-乙烯基咪唑共聚物及纤维的制备与性能

摘要 采用自由基溶液聚合法制备了不同投料摩尔比的丙烯腈(AN)-N-乙烯基咪唑(VIM)共聚物[P(AN-co-VIM)]. 将n(AN):n(VIM)为82:18和80:20的P(AN-co-VIM)共聚物于210~220 ℃熔融纺丝制备了P(AN-co-VIM)初生纤维. 通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振(1H NMR)谱、差示扫描量热分析、X射线衍射分析和热台显微镜对P(AN-co-VIM)共聚物的组成、热力学和结晶行为进行了表征. 结果表明, 自由基溶液聚合法可成功制备P(AN-co-VIM)共聚物, 当VIM的摩尔分数大于10%时, 共聚物具有可熔融加工性. 随着VIM摩尔分数的增加, 共聚物的熔点降低, 当VIM含量为20%时, 共聚物的熔点从317 ℃降低至180 ℃, 其分解温度最高为313.7 ℃. 扫描电子显微镜(SEM)和电子单纤维强力测试. 结果表明, 纤维的表面光滑, 断面结构致密, 初生纤维的断裂强度为1.58 cN/dtex, 断裂伸长率为11.2%, 有望广泛应用于碳纤维领域