聚丙烯腈作为三大合成纤维之一,具有良好的蓬松性、保暖性、手感柔软和耐候性,被广泛的应用于服装、室内装饰、室外织物等领域。近年来,随着合成纤维工业的发展,市场对于功能性、低能耗等纤维产品的需求日益提高,高亲水性、抗静电性、抗菌、导电、阻燃、酸性染料染色、低温可染等功能性聚丙烯腈纤维的研发成为其发展的重要方向,并引起广泛关注。目前,以功能无机材料为填料制备抗菌、远红外、抗静电等差别化腈纶已实现产业化。但是,以功能有机物改性常规腈纶仍停留在实验室研究阶段未能得到实际应用。主要原因是:(1)小分子有机物在成型过程中溶出,使纤维功能不能充分体现;(2)大分子有机物在基体中产生相分离,相畴尺寸不能有效控制,影响可纺性。针对以上问题,本论文提出通过“同质”共混的办法制备功能性聚丙烯腈纤维。以NaSCN为溶剂,将具有较低玻璃化转变温度(Tg=59.6℃)的丙烯腈共聚物polymerB,与常规丙烯腈共聚物polymerA(Tg=91.1℃)按不同比例进行共混,由于两种组份同为丙烯腈共聚物,其相容性好,可以获得稳定的纺丝原液。本论文对这种共混纺丝原液的流变行为、纺丝工艺以及所得异Tg丙烯腈复合纤维的低温可染性能进行了研究。具体研究内容和结果如下:(1)利用旋转流变仪对polymera/b/nascn溶液体系流变性能进行研究,指导后续纺丝。稳态测试结果说明polymera/b/nascn溶液体系属于非牛顿流体,并且随着polymerb含量的增加,体系粘度增加,当polymerb含量达到20%,共混体系相分离现象明显,共混体系粘度可增加至4-5倍,临界切变速率γcr向低频方向的移动明显,因此在实现功能性改性pan的同时,应适当控制polymerb的含量,以保证原液的可纺性;polymerb添加量为20%时,共混体系非牛顿指数下降明显,偏离牛顿流体的程度较大;与常规pan纺丝原液相比,共混体系的粘流活化能降低,故其对温度的依赖性降低,纺丝原液的稳定性得到了增强。动态测试结果说明随着polymerb含量的增加,共混溶液出现凝胶现象的概率增大,并且升高温度可降低共混溶液的凝胶化程度,因此可将纺丝温度设定为60℃。(2)利用实验室湿法纺丝机对异tg丙烯腈共聚物复合纤维的可纺性进行研究,通过纺丝工艺的调控,得出最佳的纺丝工艺为:凝固浴(nascn的水溶液)温度为10℃,喷头拉伸比为0.9,一道水浴牵伸1.5倍,水浴温度为60℃,二道沸水牵伸倍数最大拉伸倍数为6倍,纤维总牵伸倍数为9倍。(3)对不同a/b共混比例的异tg丙烯腈共聚物复合纤维的结构和性能进行研究。结果表明:共混两组分polymera和polymerb为物理共混,无新的化学键生成;polymerb含量较低时,polymerb在基体相polymera中分布均匀,当polymerb含量增加至20%时,共混体系出现相分离;共混纤维低温时热稳定性较好,随着polymerB含量的增加,耐高温性略有下降。(4)对异Tg丙烯腈共聚物复合纤维的低温染色性能进行研究,结果表明:异Tg丙烯腈共聚物复合纤维具有优异的低温可染性,在染色温度为70℃、65℃时,染色平衡上染率均可达到90%,与常规聚丙烯腈纤维相比,染色温度下降了近30℃。对其低温可染工艺进行调控,确定了最佳方案:染料浓度为1.0%owf,染浴PH为5,恒温染色阶段保温时间确定为40min。并对其染色动力学进行研究,结果表明其染色过程复合Langmuir吸附机理。