Диссертация

Диссертационная работа посвящена разработке методов синтеза сополимеров акрилонитрила (АН) и 1-винилимидазола, способа получения волокон из их расплава и изучения характеристик полученных волокон.

Сополимеры акрилонитрила являются основными прекурсорами углеродного волокна (УВ). Формование из расплава, которое используется для многих синтетических полимеров, невозможно применить для полиакрилонитрила, так как температура текучести полимера (более 300 °C) превышает температуру начала циклизации нитрильных групп (250 – 270 оС). Понижения температуры текучести можно добиться введением сомономеров и/или пластификаторов, а также уменьшением молекулярной массы полимера. Однако проведение термоокислительной стабилизации сформованного волокна без его предварительной сшивки оказывается невозможным и усложняет процесс получения УВ. Таким образом, разработка сополимера АН такого состава и молекулярной массы, которые бы позволили осуществить термоокислительную стабилизацию волокна, сформованного из расплава, без дополнительных стадий защиты волокна от плавления является актуальной задачей.

В диссертационной работе впервые определены константы сополимеризации акрилонитрила и 1-винилимидазола при сополимеризации в растворе диметилсульфоксида. Это позволило выбрать условия для синтеза сополимеров, состав которых не изменяется в ходе сополимеризации до глубоких конверсий. Впервые показано, что термические превращения сополимеров при нагревании на воздухе протекают с более высокой скоростью, чем циклизация нитрильных звеньев при нагревании в инертной атмосфере. Впервые определена энергия активации циклизации для сополимеров акрилонитрила и 1-винилимидазола. Предложен способ получения волокон из расплава из сополимеров акрилонитрила и 1-винилимидазола, основанный на проведении формования в инертной атмосфере, в условиях, когда циклизация акрилонитрильных звеньев не происходит. Изучена структура волокон и их термическое поведение при циклизации.