高品质的原丝是制备出高性能的碳纤维的关键,而高分子量、可改善预氧化-碳化过程分子组成的聚丙烯腈树脂有利于高品质原丝的制备。为制备这种聚合体,本文采用新型的低温引发剂偶氮二异庚腈、共聚单体β-衣康酸丁酯,对DMSO溶液中的共聚合反应进行了研究,合成了聚丙烯腈树脂。首先研究了AN和IA在DMSO中的自由基聚合反应,研究了反应温度、单体浓度和引发剂浓度等因素对分子量和单体转化率的影响,并通过正交设计的方法研究了这三种影响因素对分子量的影响大小顺序,最后采用红外光谱、核磁共振等方法对共聚物进行了表征。研究表明降低引发剂的用量和反应温度以及提高单体浓度都有利于分子量的提高,其中引发剂浓度对分子量的影响最为显著,并得出了最佳工艺配方。接着采用低温引发剂偶氮二异庚腈引发AN和IA在低温下聚合,测定了35℃时AN/IA的聚合反应速率。研究表明低温下引发能够显著提高分子量,温度降低使聚合速率有所降低,但是相比较AIBN为引发剂的聚合反应转化率有所提高。测得35℃时AN/IA的反应动力学方程为Rp=K[I]0.594[M]1.655。最后采用偶氮二异庚腈在低温下引发丙烯腈与新型共聚单体β-衣康酸丁酯的聚合,新型引发剂β-衣康酸丁酯的引入增大了预氧化时的双扩散系数,有效改善预氧化过程。比较了两种不同共聚体的反应。表明以β-衣康酸丁酯为共聚单体的聚合分子量高,转化率有提高,测定了丙烯腈与β-衣康酸丁酯的竞聚率。结果表明相同反应条件下丙烯腈均聚物的分子量高于共聚物的分子量,丙烯腈与β-衣康酸丁酯的竞聚率接近且均接近1,有利于共聚单体在链结构中的均匀分布,且这种新型共聚体的分子量保持在30万以上,这都有利于提高碳纤维的力学性能。