碳纖維的溶液聚合

原絲是制備性能優異的碳(C)纖維的關鍵（解釋:比喻事物的重要組成部分)。碳纖維生產傳統的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。影響(influence)原絲性能的因素有：分子量、分子量分布、缺陷、原絲環化反應的初始溫度（temperature)等。這些都可以在聚合過程(guò chéng)中通過(tōng guò)調節工藝條件，使其達到最佳化。制備PAN共聚物(Copolymer，Interpolymer)的聚合方法主要有兩種,

　　A、溶液聚合；b.懸浮聚合。碳纖維生產具有許多優良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。
  
  溶液聚合是比較成熟的制備PAN聚合物的一種方法，在民用PAN制備中廣泛(extensive)應用。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性，因此碳纖維制品的強度大，硬度高，遠超過同體積同重量的金屬材質。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。也正是因為如此，此前世界上碳纖維技術發達的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產品和技術，保持著極其謹慎的態度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進口，還受到發達國家的嚴格控制。它的優點是制備的PAN原絲穩定（解釋:穩固安定；沒有變動)化環化溫度（temperature)低，而且原絲分子缺陷少。另外，除去未反應的丙烯腈單體的溶液可直接作為添加劑使用。溶液聚合的不好的地方是有時需要使用有機溶劑(性狀：透明，無色的液體)、PAN共聚物分子量較低，影響(influence)最終碳(C)纖維的力學性能。

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  溶液聚合常用的溶劑有硫（化學符號：S）氰化鈉(Sodium)(NaSCN)濃水溶液、氨氮水(Nitric acid)(HNO3)、二甲基亞砜(DMS0)、二甲基甲酰胺(acylamide)(DMF)等。常用的引發劑為偶氮類引發劑(如偶氮二異丁腈，偶氮二異庚腈)。聚合反應的影響(influence)因素有非常多，如引發劑濃度、單體濃度、聚合溫度（temperature)、聚合時間、介質(起決定作用的物質)的氫離子濃度指數、雜質等。引發劑濃度增加，聚合反應速度增加，但聚合物分子量降低（reduce)。當聚合體系的溫度升高時，供給反應體系的能量就增加，使引發劑分解速度加快，整個體系的反應總速度增加，但產物的平均分子量下降(descend)。聚合時間太短，反應熱來不及釋放(release)出來，單體轉化率較低；聚合時間太長，則會使生產(Produce)能力下降。隨著聚合時間的增加，大分子的分子量逐漸下降，分子量分布變寬，轉化率雖然有所上升，但到最后提高不是很多。介質的pH值較小時對聚合物轉化率和聚合物黏度（viscosity)都有較大影響。聚合體系中的雜質對聚合的影響最后都會導致(cause)轉化率和平均分子量下降