ИСТИНА

Получение высококачественного прекурсора углеродных волокон на основе полиакрилонитрила (ПАН) требует контроля множества параметров, включая архитектуру и длину полимерной цепи. Традиционные методы синтеза (со)полимеров АН основаны на использовании классической радикальной полимеризации. В этом случае не удается избежать таких недостатков, как широкое ММР и высокая композиционная неоднородность, а также появление разветвлений цепи. Возможным решением этих проблем является радикальная полимеризация с обратимой передачей цепи (ОПЦ) по механизму присоединения – фрагментации, т.к. это единственный метод, толерантный к функциональным группам мономеров и протекающий в широком интервале температур. Цель данной работы – разработка метода контролируемого синтеза терполимеров на основе АН, метилакрилата (МА) и итаконовой кислотой (ИТК) в условиях ОПЦ-процесса и изучение свойств полученных продуктов. Впервые проведено систематическое исследование закономерностей ОПЦ-терполимеризации АН/МА/ИТК в ДМСО в широком интервале температур (20–80оС) с использованием как вещественного, так и радиационного инициирования под действием низкомолекулярного и полимерных симметричных тритиокарбонатов. Найдены условия для синтеза относительно узкодисперсных терполимеров с Mn = 60-80 кДа с конверсией выше 80 %, характеризующихся низкой степенью разветвленности цепи, нерегистрируемой спектральными методами. Использование нового растворителя – N-метилморфолиноксида позволило разработать метод синтеза узкодисперсного олигомерного ПАН (Mn = 1-2 кДа), в котором частичная циклизация протекает непосредственно в ходе полимеризации. Методами ИК-НПВО спектроскопии и ДСК изучено термическое поведение полученных терполимеров на воздухе и в инертной атмосфере в динамическом и изотермическом режимах. При сравнении терполимеров, полученных ОПЦ-полимеризацией, с терполимерами, синтезированными в условиях классической радикальной полимеризации, установлено, что применение ОПЦ-полимеризации и снижение температуры синтеза приводит к уменьшению энергии активации процессов, протекающих в ходе термоокислительной стабилизации. Результаты реологических исследований растворов синтезированных терполимеров позволяют сделать вывод об эффективности данного подхода с целью повышения качества ПАН-прекурсора.