ИСТИНА

В последние годы в России значительно вырос интерес к методам синтеза и регулирования свойств сополимеров акрилонитрила с малыми добавками виниловых мономеров, которые можно использовать для получения высокопрочных углеродных волокон (УВ). Для получения ПАН-волокна, используемого в качестве прекурсора УВ, необходимо точно контролировать такие свойства сополимеров, как молекулярная масса (ММ) и молекулярно-массовое распределение (ММР), степень разветвленности макромолекул и состав сополимера. Одним из способов получения волокнообразующих полимеров на основе акрилонитрила является радикальная полимеризация в растворе органического растворителя, например диметилсульфоксиде (ДМСО). Цель настоящей работы – изучить процесс растворной радикальной сополимеризации акрилонитрилом (АН) с метилакрилатом (МА) и итаконовой кислотой (ИтК) в ДМСО в присутствии персульфата калия (ПК) и N,N,N′,N′-тетраметилэтилен-1,2-диамин (ТМЭДА). В работе исследовали кинетические закономерности сополимеризации АН с МА и ИтК при температурах 35, 45 и 55оС. Определена энергия распада Ed ПК, значение которой составило 98,8 КДж/моль и предэкспонента A равная 8,0 х 1011 с-1Можно сделать вывод о том, что распад ПК в среде ДМСО происходит значительно быстрее, чем, например, в водных средах. Этот факт позволяет проводить процесс сополимеризации при более низких температурах по сравнению с классическими системами, в которых используют азобисизобутиронитрил (ДАК). Энергия активации сополимеризации Ea составила 66,64 КДж/моль. С одной стороны, было обнаружено, что введение в систему ТМЭДА не приводит к изменению начальных скоростей сополимеризации. Но с другой стороны, введение ТМЭДА увеличивает максимальную конверсию процесса сополимеризации и позволяет получить сополимеры с более узким ММР и требуемыми ММ. Исследовано термическое поведение образцов сополимеров ПАН в атмосфере аргона и воздуха при скоростях нагрева в интервале от 5 до 20оС/мин. Определены энергии активации экзотермических реакций, а также предэкспаненты уравнения Аррениуса. Показано различие в термическом поведении сополимеров ПАН, полученных как в присутствии ТМЭДА, так и в его отсутствии, а именно: использование ТМЭДА позволяет снизить начальную температуру экзотермических реакций и уменьшить интенсивность их тепловыделения. Методом ИК-спектроскопии изучено изменение структуры сополимеров ПАН, в процессе их термообработки в атмосфере воздуха. Определена кинетика превращения цианогрупп в сопряженные иминогрупп.