文章题目：Synthesis, spinning, and properties of very high molecular weight poly(acrylonitrile-co-methyl acrylate) for high performance precursors for carbon fiber
文章来源：Polymer 55 (2014) 6471-6482
研究团队：美国肯塔基大学应用能源研究中心E. Ashley Morris等人
『文献』高性能碳纤维的超高分子量聚合液（丙烯腈-丙烯酸甲酯）的合成、纺丝和性能
高性能碳纤维的超高分子量聚合液（丙烯腈-丙烯酸甲酯）的合成、纺丝和性能
研究内容
该团队通过溶液聚合的方法合成重均分子量至少为1.7百万g/mol的超高分子量（VHMW）的聚丙烯腈 -丙烯酸甲酯（PAN-co-MA）聚合物，并在实验室规模上可重复实现。利用干喷湿纺凝胶纺丝技术克服了VHMW聚合物衍生的新生丝的凝聚困难的问题，能够连续纺制100根长丝数的丝束，长度为100米，生产的纤维具有优异的拉伸性能，平均强度为954 MPa，弹性模量（N = 296）为15.9 GPa，纤丝直径为5 μm。这些小直径纤维与通过常规方法生产的纤维相比表现出更高的拉伸强度和模量， 外推纤维直径和拉伸强度之间的关系表明，随着前体聚合物分子量的进一步增加，前体拉伸强度和模量进一步增加的趋势应该是可能的。
图1 用于将聚合物完全溶解到溶剂中的定制配制混合器的示意图
图2 新生长丝干喷湿纺段
图3 干喷湿纺VHMW PAN-co-MA纤维及单丝横截面SEM图
图4 干喷湿纺VHMW PAN-co-MA纤维在不同放大倍数的横截面SEM图
图5 50℃下NMP中AN / MA （97/3）共聚物的SEC分析数据
图6 25℃时VHMW聚合物的稳态剪切粘度与剪切速率的函数关系
图7 聚合物G1和G11的交叉点的的储能和损耗剪切模量与温度的函数关系
图8 流变特性确定的可纺性窗口
图9 纤维的拉伸性能
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首次发布时间：2023-11-29
最近编辑：11月前
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