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本文采用原子转移自由基聚合(ATRP)和水相悬浮聚合两种聚合方法,以偶氮二异丁腈(ABIN)为引发剂,研究了不同反应体系下的聚合反应。借助核磁共振波谱(NMR)、元素分析(EA)、差热扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、X射线衍射(XRD)等测试方法对合成的聚丙烯腈进行结构与性能的研究。为了制备相对分子质量分布较窄的聚丙烯腈,首次采用柠檬酸(CA)和N-羟乙基乙二胺-N,N,N-三乙酸(HEDTA)作为配体,使用原子转移自由基聚合法合成聚丙烯腈。以DMF为溶剂,FeCl3为催化剂,分别在反应体系/AN/AIBN/FeCl3/CA、AN/AIBN/FeCl3/HEDTA中合成了相对分子质量分布较窄的聚丙烯腈,并通过13CNMR及1HNMR分析,确定其立构规整性。为了制备高相对分子质量的丙烯腈共聚物,以马来酸酐为第二单体,采用水相悬浮聚合法合成丙烯腈-马来酸共聚物P(AN-co-MAH),运用正交实验法确定了反应的最佳条件,制备了粘均相对分子质量为1.16×106的丙烯腈-马来酸共聚物,红外光谱和核磁共振波谱表明第二单体马来酸酐在共聚物中为马来酸结构而非马来酸酐结构,通过差示扫描量热法表征了共聚物的热性能。以丙烯酰氯和L-脯氨酸为原料,在碱性条件下合成1-丙烯酰吡咯烷-2-羧酸(L-APCA)。以L-APCA为共聚单体,采用水相悬浮聚合法合成了高相对分子质量的PAN共聚物。对所得共聚物进行元素分析,结果表明APCA的转化率较低,导致聚合物中APCA含量很低。共聚反应及聚合物的结构和性能都受到APCA的影响,随着APCA用量的增加,单体转化率和聚合物相对分子质量都呈现先升高后下降的趋势,出现一极大值。随着反应体系中加入共聚单体量的不同,聚合物的热性能、结晶度与晶粒尺寸也出现了不同程度的变化。