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“聚丙烯腈基炭微纳米球的制备”项目
项目
团队成员:朱春凤,07级,材料成型与控制专业;

张 群,07级,材料成型与控制专业;
李尚志,07级,材料成型与控制专业;
顾 彦,07级,材料成型与控制专业。
项目
指导教师:杨光智,讲师,从事新型碳材料的研究。

项目简介:
以丙烯腈为原料,通过在水中无皂乳液聚合的方式聚合出了聚丙烯腈纳米微
球,微球结构稳定、分散性好,并且粒径大小可以在一定范围内进行调控。同时
也引入一定量甲基丙烯酸甲酯作为共聚物,同样制备了结构良好的微球。
如图1所示炭微纳米球的制备流程,首先采取无皂乳液聚合制备出纯PAN乳
液和含有一系列不同共聚物量的PAN乳液;将聚合物微球进行冷冻干燥、氧化、
炭化后,得到了聚丙烯腈基炭纳米微球,同时,炭微纳米球的直径可通过聚合条
件的改变在一定的范围内调整。

图1 无皂乳液聚合法制备炭微纳米球流程图
项目结果与讨论:
图2为所制备PAN微球的典型扫描电镜分析结果。由图可见,采用无皂乳
液聚合法,以AN作为单体, KPS为引发剂,可以制得单分散的PAN纳米微球。
另外,通过研究发现,在聚合的过程中,通过调节单体浓度可以有效地控制PAN
纳米球直径,制得粒径大小在131nm~514nm之间的单分散PAN微纳米球。同
时,当引入一定量共聚物MMA时,也可得到相同的PAN微球。

图2 所制PAN微球的SEM图
将聚合所得到的PAN乳液经过冷冻干燥后得到聚合物白色粉末,经氧化、炭化
后得到黑色粉末,用SEM观察其形貌。1000℃下炭化后的样品直接进行SEM观
察的形貌见图3。球经过一系列工艺处理后仍为球状,通过随机量取30个球,量
得炭微纳米球直径范围在200nm~220nm之间,平均粒径约为210 nm。

图3 所制炭微纳米球的SEM图像