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要制备高性能聚丙烯腈(PAN)基碳纤维,生产优质的聚丙烯腈原丝必不可少,而要得到高质量的聚丙烯腈原丝,又需要有优质的聚丙烯腈聚合物。高品质的聚丙烯腈一般需具备高纯度,高平均分子量,较窄的相对分子量分布和高规整度的分子结构等特点。鉴于当前几种传统合成PAN的方法在效率和品质上无法兼顾,另外随着技术的发展,强磁场设备在化学反应研究方面的应用将会变得更加广泛和容易。本论文通过在不同强磁场条件下,进行一系列丙烯腈的自由基聚合反应,系统地研究了不同反应条件下丙烯腈自由基聚合反应的强磁场效应,对强磁场下制备得到的PAN进行结构分析,同时对合成出的PAN进行纺丝研究,并对纺丝后的PAN原丝进行相关分析,旨在探索出一种全新的高效制备高品质PAN的方法。通过13CNMR,FTIR,GPC,XRD,TG和DSC等测试手段对其进行了相关结构和性能进行了表征,结果表明在9 T强磁场条件下当温度,引发剂含量及反应时间同时取一个最适值时合成PAN的效率更高,其产率由0 T磁场条件下的41.7%提高至9 T磁场条件下63%,并且分子结构更优异,全同立构含量从0 T磁场条件下的25%提高到了9 T磁场条件下的43%,数均分子量从8.44(×105)提高到11.63(×105),且分子量分布变窄,同时该条件下合成的PAN具有更好的结晶性能和热性能。另外通过对在9 T强磁场条件下和0 T非磁场条件下得到的两种PAN进行了纤维纺丝的相关探索,及对两种聚丙烯腈原丝的结构及性能进行了研究,结果表明9 T强磁场下得到的PAN的可纺性以及相应原丝的结构和力学性能都要优于非磁场下得到的PAN;最后对两种原丝在预氧化过程中的各元素含量,结晶性能及结构进行了分析,结果表明:较之于0 T非磁场条件下得到的PAN制备的原丝,9 T强磁场条件下得到的PAN制备的原丝预氧化要更容易,且预氧化程度也更加充分,显示出了较好的预氧化性能。