淺談聚丙烯腈纖維演示文稿當前1頁，總共36頁。淺談聚丙烯腈纖維當前2頁，總共36頁。概述腈綸（PANfiber），學名又稱聚丙烯腈纖維，腈綸通常是指用85%以上的丙烯腈與第二和第三單體的共聚物，經濕法紡絲或干法紡絲制得的合成纖維。聚丙烯腈纖維可以用來制作套衫、地毯、童裝以及諸如遮陽篷等戶外產品，在紡織上有很大的用處。腈綸在化學纖維中需求量一直身居顯赫，并能保持此位置而抵住滌綸、尼龍汲取烯烴類纖維的強烈競爭，原因在于腈綸具有諸多非常有用而重要的優勢。腈綸的優良性能使其在服裝、服飾、產業三大領域有廣泛的應用。腈綸通過化學和物理改性，制成不少新的變性纖維，擴大了腈綸在民用和工業的用途，所以腈綸是一種有發展前途的纖維。當前3頁，總共36頁。PAN-碳纖維聚丙烯腈纖維原絲當前4頁，總共36頁。當前5頁，總共36頁。當前6頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維結構（1）聚丙烯腈大分子結構

當前7頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維結構（2）聚丙烯腈纖維的超分子結構聚丙烯腈是半結晶高聚物，具有最合適的綜合成纖性能和使用性能，通常其結晶度在40％。

當前8頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維的性質1．聚丙烯腈纖維的吸濕性與染色性吸濕性較差，標準回潮率為1.2％～2％。由于腈綸中加入了第二、第三單體，改善了染色性，可采用陽離子染料或酸性染料染色。當前9頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維性質

2.熱性質聚丙烯腈有較高的熱穩定性，通常在170~180℃下不會產生色澤的變化當聚丙烯腈中混有雜質時會降低它的熱穩定性或在空氣中長時間受熱會使顏色變黃甚至變黑。當把聚丙烯腈加熱到250~300℃時，會發生熱裂解，分解出氰化氫及氨。當前10頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維性質3．聚丙烯腈纖維的光學性質腈綸大分子中含有氰基，能吸收日光中的紫外線而保護分子主鏈，因而腈綸的耐光性是最好的。當前11頁，總共36頁。

4.物理性能聚丙烯腈為白色粉末狀物質，密度為1.14~1.15g/cm2在220~230℃軟化的同時發生分解，聚丙烯腈中－CN的存在，使它具有優良的耐光性。成纖聚丙烯腈的分子量通常在10000以上，而且要求分子量分散性較小。聚丙烯腈纖維性質當前12頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維性質5.聚丙烯腈纖維的力學性能聚丙烯腈纖維總取向因素與纖維力學性能的關系取向因素(FcN)0.190.280.300.340.37干態強度（cN/dtex）0.972.033.263.443.07斷裂延伸度（％）5030302725當前13頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維性質6.聚丙烯腈纖維的化學性質腈綸對化學藥品的穩定性良好，但在濃硫酸、濃硝酸、濃磷酸的作用下會溶解。耐堿性比錦綸差，在熱稀堿、冷濃堿溶液中會變黃，在熱濃堿溶液中會立即被破壞。當前14頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維性質例如，水解：當前15頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維原料制備腈綸纖維的原料通常是共聚物。主單體-丙烯腈（含量85%以上）。

由丙烯氨氧化法生產。丙烯在氨、空氣與水的存在下，用鉬酸鉍與銻酸雙氧鈾作催化劑，在沸騰床上于450℃，150kPa下反應，反應按下式進行：

第二單體-丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙烯等，作用是降低大分子間作用力，改善纖維彈性（含量5％～10％）

當前16頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維原料制備第三單體-改進纖維的染色性及親水性。一般選用可離子化的乙烯基單體，可分為兩大類：一類是對陽離子染料有親和力，含有羧基或磺酸基團的單體，如丙烯磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、衣康酸等；另一類是對酸性染料有親和力，含有氨基、酰胺基、吡啶基等單體，如乙烯吡啶、2—甲基—5—乙基吡啶、甲基丙烯酸二甲替氨基乙酯等。加入量約0.5％~3％。當前17頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維原料制備引發劑：偶氮類、過氧化物類、氧化還原體系溶劑：常用的溶劑有硫氰酸鈉水溶液，氯化鋅水溶液、硝酸、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺(DMAc)等。分子量調節劑-異丙醇。當前18頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維原料制備丙烯腈的聚合均相溶液聚合：所用溶劑既能溶解單體又可溶解聚合產物。反應結束后，聚合物溶液可直接用于紡絲，該法為一步法

當前19頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維原料制備當前20頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維原料制備非均相聚合-水為聚合介質當前21頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維-紡絲成型一、紡絲原液的制備（以濕法紡絲為例）紡絲原液的生產工藝又分為一步法和二步法。一步法采用均相聚合，所得溶液可以直接紡絲。二步法采用非均相水相沉淀聚合法，聚合物從反應體系中分離出并干燥得到粉狀固體，然后將其溶解在適當溶劑中制成紡絲原液。當前22頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維-紡絲成型1．一步法制備紡絲原液脫單體：聚合釜送出的料液進入真空脫單體塔。對于高轉化率(>95％)的聚合溶液則不需脫除單體。原液混合：經脫單體后，原液在混合器內充分混合。由于聚合反應是連續進行的，需控制原野質量的波動。做原液“倉庫”用。原液脫泡和過濾當前23頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維-紡絲成型濕法紡絲原液的質量指標控制

當前24頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維-紡絲成型2.二步法制備紡絲原液工藝過程：溶劑選擇、溶解、混合、脫泡、過濾等。當前25頁，總共36頁。當前26頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維-紡絲成型二、濕法紡絲1.紡絲機當前27頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維-紡絲成型當前28頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維-紡絲成型2．影響纖維成形的因素(1)原液中聚合物濃度-應盡量高，以可紡性為準(2)凝固浴：組成：濕法紡絲中一般采用制備紡絲原液時所用溶劑的水溶液作為凝固浴。濃度高低取決于凝固速度。當前29頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維-紡絲成型凝固浴溫度：高低取決于成型速度。循環量：大，有利于保持浴液溫度恒定，但不利于加工控制。(3)凝固浴浸長：大，紡絲速度低，絲條在凝固浴中的停留時間就長，凝固就較充分，有助于改善纖維的質量。當前30頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維-后加工初生纖維由于其內部含有溶劑，并且凝固還不夠充分，纖維沒有實用價值，因此必須經過一系列的后加工。后加工主要包括拉伸、水洗、干燥、卷曲、熱定型、上油和打包等。從工藝上又可分為先水洗后拉伸和先拉伸后水洗兩種類型。當前31頁，總共36頁。當前32頁，總共36頁。當前33頁，總共36頁。聚丙烯腈纖維-后加工

主要介紹干燥致密化干燥致密化及熱定型的作用是消除纖維的內應力和結構缺陷，改進纖維的物理機械性能和紡織加工性能。在干燥時，纖維中微孔基本消除，致密化程度提高，強度、伸度、鉤強等都有所提高，光澤增加，具有良好的使用性能。在干燥過程中，纖維大分子的運動能力增強，大分子間相互堆砌的規整程度得到提高，纖維中有序區的比例擴大，有利于改善纖維的物理機械