ИСТИНА

В последние десятилетия значительно возрос интерес к армированным композиционным материалам разного назначения на основе углеродных волокон (УВ). Требования к механическим характеристикам УВ определяются областью их использования, однако даже наибольшие значения прочностных характеристик УВ из достигнутых в настоящее время оказываются заметно ниже предсказанных теоретических значений. Это мотивирует многие научные группы к разработке новых способов получения как прекурсоров, так и конечных углеродных волокон. Среди известных прекурсоров наибольшее практическое значение имеют полимеры на основе акрилонитрила (АН). В данной работе на примере бинарных и тройных сополимеров акрилонитрила с итаконовой и акриловой кислотой, акриламидом и алкилакрилатами с разной длиной алкильного заместителя обсуждаются возможности управления свойствами ПАН-прекурсора путем регулирования молекулярной структуры цепи и молекулярной массы сополимеров. Управление молекулярной структурой достигается использованием радикальной полимеризации с обратимой передачей цепи и регулированием скорости введения мономеров в сополимеризацию. Разработаны методы синтеза, позволяющие получать сополимеры АН с Mn в интервале (20–100)×103 и Mw/Mn < 1.5 в диапазоне температур 20 – 80оС. Показано, что их поведение в растворе и блоке, а также параметры термоокислительной стабилизации зависят не только от среднего состава сополимеров, но и от распределения сомономера(-ов) в макромолекулах. Полученные бинарные и тройные сополимеры можно использовать для традиционного “мокрого” формования и механотропного формования. В последнем случае ПАН-прекурсоры характеризуются пределом прочности 500–700 МПа, модулем упругости 4.4–6.4 ГПа и разрывным удлинением ~ 20%.