ИСТИНА

Полиакрилонитрил (ПАН) является важнейшим промышленным волокнообразующим полимером. Синтетические волокна, формируемые из растворов ПАН или его сополимеров, по многим свойствам близки к шерсти, устойчивы к свету, кислотам, слабым щелочам, органическим растворителям. На основе сополимеров акрилонитрила (АН) получают умеренно гидрофильные мембраны, отличающиеся высокой устойчивостью к действию жиров, нефтепродуктов, к загрязнению растворёнными или коллоидными соединениями железа. Мембраны из ПАН применяют для очистки сточных вод, для разделения растворов белков, биологически активных веществ и лекарственных препаратов. Из полимеров АН изготавливают фильтры для очистки питьевой воды от солей тяжёлых металлов и радионуклидов [ ]. Пиролизованный ПАН применяют для получения нанокомпозитов, бамбукообразных углеродных нанотрубок и углеродных наносфер, датчиков, сенсоров [ ]. Однако, наиболее важно применение ПАН в качестве прекурсора для получения углеволокна, которое по величине удельной прочности превосходит все другие волокна. Углеволокно имеет такой же модуль Юнга, как и сталь, но при этом плотность углеродных волокон на 40% ниже, чем плотность стали, и на 20% ниже, чем плотность алюминия. Для обеспечения потребностей атомной промышленности, ракетно-космической техники, авиа- и автомобилестроения требуются сверхпрочные (не менее 4,5 ГПа) и высокомодульные (не менее 450 ГПа) углеродные волокна, характеризующиеся также низким удельным весом, низким коэффициентом температурного расширения и химической инертностью. Традиционные способы получения ПАН основаны на процессах радикальной полимеризации, происходящих с протеканием множества побочных реакций, приводящих к образованию разветвлённых полимеров, не способных к волокнообразованию. Полимеризацию обычно проводят в растворе роданида натрия, либо же в присутствии металлорганики. Получаемый такими способами полимер невозможно полностью очистить от примесей металлов, которые в ходе карбонизации и графитизации, формируют дефекты структуры, ухудшающие механические свойства конечного чёрного волокна. Альтернативным способом получения ПАН является анионная полимеризация. Однако все широко используемые инициирующие системы (ИС) анионного типа приводят также к получению разветвленных макромолекул, мало пригодных к волокнообразованию (как правило, за счет передачи цепи на полимер). Присутствие и невозможность полного удаления примесей металлов из полимера в полной мере относится и к этим системам. Использование новых, не содержащих металлов, ИС анионного типа для полимеризации АН должно приводить к получению ПАН с длинными неразветвлёнными цепями, способного к образованию сверхпрочного углеволокна, обладающего высокими значениями модуля Юнга. Таким образом, изучение механизма и кинетики реакции анионной полимеризации АН под действием новых, не содержащих металлов ИС, - актуальная задача современного материаловедения.