聚丙烯腈(PAN)是以丙烯腈为主要单体聚合而成的一种性能优异的纤维级聚合物,通过引入功能基团共聚单体进行原位共聚,调控聚合物链段组成与结构,可有效改善纤维可纺及阻燃等性能。本课题以氯酸钠-亚硫酸氢钠为引发体系,采用水相沉淀聚合方法,研究了丙烯腈的共聚合过程,考察了引发体系、链转移剂对聚合物分子链组成和分子量特性等的影响,获得了高分子量聚丙烯腈的较优工艺条件,结果表明随着引发剂与链转移剂用量的减少,单体转化率下降,聚合物平均分子量提高,相应分子量分布变宽;在优化的条件O/M=0.56%,β-ME/M=0.29%,R/O=3.46时,聚丙烯腈的重均分子量达5.5×104,分子量分布为3.9。随后,通过引入脂肪结构与杂菲环结构的反应型磷系功能单体,原位共聚制备了阻燃改性聚丙烯腈,并详细研究了改性PAN的链段结构及其热稳定性和燃烧行为,获得了阻燃性能优良的改性聚丙烯腈,结果表明:反应型含磷化合物物原位共聚改性聚丙烯腈的热稳定性和阻燃性能显著提升,燃烧后的炭层表面致密、平滑,结构完整,符合凝聚相阻燃机理;较脂肪结构含磷化合物,具有杂菲环结构的DOPO基改性聚丙烯腈在气相中也起到了关键的阻燃作用,较低的磷含量即可表现出优异的阻燃性能,即PAN/DOPOAA中磷含量为1.90%时,相应的700℃残炭量可比纯聚丙烯腈提升30.6%,极限氧指数达25.1%,阻燃效果优于同样磷含量的脂肪结构含磷化合物改性的聚丙烯腈。