具有低多分散指数(PDI)的聚丙烯腈(PAN)聚合物及由其制成的碳纤维

摘要

公开了一种合成具有窄分子量分布的聚丙烯腈(PAN)聚合物的方法。优选的PAN聚合物具有约2或更小的PDI(Mw/Mn)。使用特定RAFT(可逆加成‑断裂链转移)剂，通过可控/活性自由基聚合来合成这样的PAN聚合物。还公开了由具有低PDI的PAN聚合物制造碳纤维的方法。

主权项

一种合成具有窄分子量分布的聚丙烯腈(PAN)聚合物的方法，所述方法包括：a)使丙烯腈(AN)单体与溶剂、至少一种共聚单体，以及硫代羰基硫代化合物结合以形成溶液；b)将所述溶液加热至高于25℃的温度；和c)将引发剂添加至所述溶液，以影响聚合反应，其中聚合受可控/活性自由基聚合的影响，其中所述硫代羰基硫代化合物起可逆加成/断裂链转移(RAFT)剂的作用，其中所述硫代羰基硫代化合物选自以下结构：其中Z₁选自：‑CH₂‑(CH₂)₁₀‑CH₃；‑(CH₂)_n‑CH₃，n＝0‑20；‑C(CH₃)_m‑COOH，m＝1‑2；‑C(CH₃)_m‑COOCH₃，m＝1‑2；‑C(CH₃)_m‑COOC₂H₅，m＝1‑2；R₁选自：R’₁选自：‑CN；x＝0‑1；R”₁选自：H；‑CH₃；‑(CH₂)_m‑COOH，m＝1‑2；R’”₁为H或‑CH₃其中Z₂选自：R选自：F、Cl、CN、OCH₃；R₂选自：R’₂选自：‑CN；x＝0‑1；‑C(CH₃)_m‑COOCH₃，m＝1‑2；‑C(CH₃)_m‑COOC₂H₅，m＝1‑2；R”₂选自：H；‑CH₃；‑(CH₂)_m‑COOH，m＝1‑2；R’”₂为H或‑CH₃其中Z₃选自：‑CH₂‑(CH₂)₁₀‑CH₃；‑(CH₂)_y‑CH₃，y＝1‑20；R₃选自：‑CH₂‑(CH₂)₁₀‑CH₃；‑(CH₂)_y‑CH₃，y＝1‑20；其中所述PAN聚合物具有约2或更小的多分散指数(PDI)。