Гомо- и гетерофазные процессы радиационно-химического синтеза полиакрилонитрила

• Автор: Дубова, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Содержание
Введение.

1 Литературный обзор.

1.1 Методы синтеза полиакрилонитрила

1.1.1 Растворная полимеризация акрилонитрила

1.1.2 Суспензионная полимеризация акрилонитрила.

1.1.3 Эмульсионная полимеризация акрилонитрила

1.1.4 Радиационное инициирование полимеризации акрилонитрила.

1.1.5 Другие перспективные способы инициирования и полимеризации акрилонитрила.

1.1.6 Особенности полимеризации полярных мономеров и ММР полиакрилонитрила.

1.2 Некоторые свойства полиакрилонитрила и их зависимость от типа

полимеризации.
1.2.1 Растворы полиакрилонитрила
1.2.2 Разветвленность полиакрилонитрила.
1.2.3 ЯМР полиакрилонитрила.
1.2.4 Кристалличность полиакрилонитрила.
2 Экспериментальная часть
2.1 Эмульсионная полимеризация акрилонитрила
2.2 Растворная полимеризация акрилонитрила
2.3 Лабораторная и опытная установки
2.4 Молекулярномассовое распределение полиакрилонитрила
2.5 Характеристическая вязкость и средневязкостная молекулярная
2.6 Упругое светорассеяние
2.7 Неупругое светорассеяние
2.8 Реологические испытания растворов.
2.9 ЯМРспекроскопия
2. ИКспектроскогшя
2. Рентгенографический анализ
2. Дозиметрия излучения
3 Радиационная эмульсионная полимеризация акрилонитрила.
3.1 Основные кинетические закономерности радиационной
эмульсионной полимеризации акрилонитрила.
3.2 Влияние концентрации эмульгатора и мономера
3.3 Сополимеризация АН с итаконовой кислотой и метилакрилатом
3.3.1 Определение состава сополимеров
3.3.2 Кинетические исследования процесса радиационной эмульсионной сополимеризации.
3.4 ММР при радиационной эмульсионной полимеризации АН.
3.5 Топохимия эмульсионной полимеризации акрилонитрила.
4 Растворная полимеризация акрилонитрила
4.1 Гомополимеризация АН.
4.2 Сополимеризация АН с итаконовой кислотой и метилакрилатом
5 Влияние способа полимеризации на микроструктуру цепей и реологию
растворов полиакрилонитрила
5.1 Разветвленность полиакрилонитрила
5.2 Стереорегулярность полиакрилонитрила.
5.3 Степень кристалличности полиакрилонитрила
5.4 Молекулярные дефекты кетоиминные и енаминонитрильные
Iруппы макромолекул полиакрилонитрила.
5.5 Реологическое поведение растворов полиакрилонитрила
5.5.1 Энергия активации вязкого течения
5.5.2 Реология растворов ПАН
Заключение.
Выводы.
Список использованных источников


Диссертационная работа является частью исследований, проводимых в рамках федеральной целевой программы Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России на годы по теме Разработка технологии и организация производства сверхпрочных и высокомодульных углеродных волокон на основе ПАНжгутов и ПАНнитеи из сверхвысокомолекулярного полиакрилонитрила государственный контракт . ПАНполимера ничтожной доли длинноцепных ветвей и их отсутствии в эмульсионном полимере изза вымораживания подвижности растущих цепей в полимерномономерных частицах ПМЧ. Практическая значимость результатов. Полученные результаты и выводы предложено использовать при обосновании выбора способа синтеза ПАН, разработке технологии и освоении его опытнопромышленного производства как прекурсора для получения качественных ПАНволокон. Кинетические закономерности эмульсионной и растворной радиационнохимической полимеризации и сополимеризации акрилонитрила. Совокупность полученных результатов по исследованию и анализу ММР, степени кристалличности, тактичности, молекулярных дефектов образцов ПАН, полученных радиационными растворным и эмульсионным способами полимеризации. Особенности реологического поведения растворов полимеров, полученных радиационными растворным и эмульсионным способами полимеризации, и объяснение различий абсолютной ньютоновской вязкости, приведенной к одной среднемассовой молекулярной массе. Все этапы работы, включая постановку задач, проведение эксперимента, обработку, анализ и интерпретацию результатов, выполнялись лично автором или при его непосредственном участии. Приведенные в работе результаты достоверны и надежно подтверждены данными используемых современных физикохимических методов исследования, а также согласованностью результатов работы с результатами, полученными другими исследователями. Результаты работы докладывались и обсуждались на XIX Российской молодежной научной конференции Проблемы теоретической и экспериментальной химии г. Екатеринбург, , XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Ломоносов г. Москва, , IV и V конференциях молодых ученых с международным участием Современные проблемы науки о полимерах г. СанктПетербург, , . По теме диссертационной работы имеется 7 работ, из них 2 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, 4 в виде тезисов в сборниках трудов Международных и Всероссийских конференций, I заявка на изобретение. Во введении обоснована актуальность диссертационной работы и сформулированы основные задачи исследования. Первая глава литературный обзор. Рассмотрены наиболее перспективные методы синтеза ПАН, их закономерности, свойства микроструктуры макромолекул ПАН и их зависимость от условий синтеза, описаны подходы к изучению механизма эмульсионной полимеризации АН. Во второй главе описаны исходные вещества, экспериментальные методы синтеза и исследования ПАН гельпроникающая хроматография, вискозиметрия, статическое и динамическое светорассеяние, рентгенографический анализ, ИК, ЯМРспектроскопия, реометрия. В третьей главе изложены основные закономерности гетерофазного радиационнохимического синтеза ПАН, рассмотрено влияние основных параметров скорость инициирования, концентрация мономера, концентрация эмульгатора на скорость процесса полимеризации и молекулярную массу. Подробно рассмотрено молекулярномассовое распределение образцов ПАП и его изменение с конверсией. Рассмотрена эмульсионная сополимеризация АН с итаконовой кислотой и метил акрилатом. Четвертая глава посвящена описанию закономерностей гомофазного радиационнохимического синтеза ПАН в диметилсульфоксиде, рассмотрено влияние основных параметров скорость инициирования и концентрация мономера на скорость процесса полимеризации, молекулярную массу и молекулярномассовое распределение полимера. Рассмотрена растворная сополимеризация АН с итаконовой кислотой и мстил акрилатом. В пятой главе приведены результаты изучения и сравнения микроструктуры образцов ПАН кристалличность, тактичность, разветвленность, молекулярные дефекты и реологических характеристик его растворов. Дана трактовка явления превышения максимальной абсолютной ньютоновской вязкости, приведенной к одной среднемассовой молекулярной массе, для растворов, полученных из радиационного растворного ПАН над соответствующей величиной для эмульсионных образцов.