[发明专利]一种丙烯腈基共聚物及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种丙烯腈基共聚物，该丙烯腈基共聚物的配方为：

丙烯腈单体    74.3～89.3mol％；

第二单体      10.0～25.0mol％；

引发剂        0.45～0.7mol％；各组分摩尔百分比之和为100％；

所述的引发剂为烷基锂、烷基钠、烷基镁或烷基锶中的一种；所述的第二单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯或丙烯胺中的一种；该丙烯腈基共聚物分子链上丙烯腈与第二单体的摩尔比为3∶1～7∶1，且分子链上的两单体单元排列有序，分子链上三单元组全同立构规整度≥50％，共聚物分子量≥20000，熔点≤220℃，热分解温度≥280℃。

2.根据权利要求1所述的丙烯腈基共聚物，其特征在于所述的丙烯腈基共聚物分子链上丙烯腈与第二单体的摩尔比为4∶1～5∶1。

3.一种丙烯腈基共聚物的制备方法，该制备方法适用于权利要求1所述的丙烯腈基共聚物配方和如下工艺：

选用具有吸附性的材料作为模板，置于有机溶液中浸泡一周，除去对反应有影响的杂质后，真空烘干，高纯氮交替置换三次，充氮封装，置于干燥器内备用；

移取所述的模板材料，加热至60℃，抽真空，高纯氮交替置换二次，充氮下冷却至室温，真空条件下加入有机溶剂，浸没模板材料，然后加入精制的丙烯腈单体，以20KHz的超声波频率振荡30～60min进行单体预组装后，抽干浸渍液，冷却至室温；

在引发剂加入之前，先将10％载有丙烯腈单体的模板材料和第二单体加到反应器中，搅拌均匀，慢慢滴加等温度的含有0.2～2wt％所述引发剂的有机溶剂，引发聚合反应，再将剩余的载有丙烯腈单体的模板材料和第二单体分3～6次滴加加入，控制引发剂的滴加速率，引发剂滴加完半小时停止反应；所述的聚合反应温度为0～70℃，引发剂滴加时间为0.5～8h；

将产物过滤，固体加入到2.0～10.0mol/L的亚硝酸钠溶液中，充分搅拌后，取出脱落处理的模板，过滤浆液，先用去离子水清洗3次，再用95wt％的甲醇洗涤3次，然后过滤，烘干即得；

所述的模板材料为具有高吸附性的活性炭纤维、碳纳米管、碳纳米管纤维或碳纳米管阵列材料中的至少一种；

所述的有机溶剂是环己烷、正己烷、正庚烷或正癸烷中的一种。

4.一种聚丙烯腈纤维的制备方法，该制备方法适用于权利要求1所述的丙烯腈基共聚物和如下熔融加工的工艺：

(1).添加热稳定剂：采用研磨混合的方式在所述丙烯腈基共聚物中按下述质量比加入热稳定剂：

丙烯腈基共聚物    92～99wt％；

热稳定剂          1～8wt％；

所述的热稳定剂为邻苯二甲酸酯类或马来酸酯类物质，所述的邻苯二甲酸酯类物质为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种；所述的马来酸酯类物质为马来酸酐单十二醇酯、马来酸酐单十四醇酯、马来酸酐单十六醇酯、马来酸酐单十八醇酯，马来酸酐双十二醇酯、马来酸酐双十四醇酯、马来酸酐双十六醇酯或马来酸酐双十八醇酯中的一种。

(2).熔融纺丝：将所述的热稳定剂与丙烯腈基共聚物的共混物充分干燥后，加入到高速混合机中搅拌混合均匀，然后加入到螺杆挤出机中熔融挤出纺丝，即可制备出高强度聚丙烯腈纤维；熔融纺丝温度为所述丙烯腈基共聚物的熔点以上5～30℃，并且在其分解温度以下5～30℃。

5.根据权利要求4所述的聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于所述的熔融纺丝温度为所述丙烯腈基共聚物的熔点以上10～25℃，并且在其分解温度以下10～25℃。