碳纤维行业150页深度研究报告：高端制造业换装首选材料(4)

引发剂及链转移剂方面，国内外碳纤维生产厂商多采用偶氮类型的引发剂， 其中偶氮二异丁腈（AIBN）为常用的引发剂，其主要作用是提供自由基与 AN 分子作用生成单体自由基进而完成链增长。根据《聚丙烯腈基碳纤维》 一书数据显示，使用 AIBN 引发剂时，聚合温度一般控制在 55-65℃内，引 发剂用量相对单体的质量浓度不超过 0.5%，最好在 0.3%以下。链转移剂又 称分子量调节剂，是一种能够调节和控制聚合物分子量、分子量分布和减 少链支化度的物质。在 AN 聚合时，采用醇类或者硫醇类作为链转移剂，且 加入量相对单体 AN 的质量浓度控制在 0.1%-0.2%之间时，可显著调控聚合 物 PAN 的分子量、支化度及提高可纺性。
溶剂方面，PAN 基均相溶液聚合可选用的溶剂可分为无机和有机两类，无机 溶剂有硫氰酸钠、氯化锌、硝酸等，有机溶剂有二甲基酰胺、二甲基乙酰胺 及二甲基亚砜。其中二甲基亚砜的腐蚀性相对较低，链转移常数较小，且毒 性小且无金属残留，成为 AN 溶液聚合最常选用的溶剂。
原丝的质量对碳纤维的性能至关重要，而得到适宜的纺丝原液又是制备高性能 原丝的必要条件，因此得到性能优异的 PAN 溶液成为影响后续工艺的源头。目前合 成 PAN 共聚物的方法主要有溶液聚合（也称为均相溶液聚合）、水相沉淀聚合（也称 为非均相溶液聚合）、水相悬浮聚合以及乳液聚合等。
碳纤维用 PAN 聚合产物主要有以下要求： （1） 较高的平均分子量（需达到 10 5级），分子量分布在 2-3 之间并尽可能小 一些； （2） 含有理想的共聚单体，共聚单体的含量合适（摩尔分数约为 2%）； （3） 含杂质尽量少及最少的各层次分子结构缺陷。 因此，单体浓度、引发剂浓度、聚合温度、聚合时间和聚合搅拌形式等是影响 聚合反应的因素。

聚合反应中，聚合设备是实施聚合反应的关键设备。先进、合理的反应器对提 高产品质量十分关键。