超高分子量聚对苯二甲酰对苯二胺及其芳纶纤维制备关键技术与生产
我国高品质对位芳纶原料的生产工艺及现状
对位芳纶，俗名芳纶1414，即聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，它和碳纤维、超高相对分子质量聚乙烯纤维一起被统称为世界三大高性能纤维。
对位芳纶是一种具有高强度、高模量、耐高温、低密度等优点的高性能纤维材料，被喻为“防弹纤维”，广泛应用于航空航天、国防军工、绳索光缆和体育休闲等领域[1-2]。
2011年我国的对位芳纶由烟台泰和新材料股份有限公司实现了产业化，商品名为泰普龙®，目前其年产能已达到1000t [3]。
对位芳纶的主要生产原料为对苯二甲酰氯和对苯二胺，两者经聚合生成聚对苯二甲酰对苯二胺，聚合反应如下：试验证明：原料纯度的高低直接影响对位芳纶聚合时的特性黏度，进而影响到对位芳纶产品的质量[4]。
因此，高品质的原料对于我国对位芳纶的发展至关重要。
目前，我国对位芳纶的两种主要原料都已实现国产化，经过多年的发展，其生产工艺日渐成熟，但也存在一些急需解决的问题。
1对苯二甲酰氯生产工艺状况对苯二甲酰氯别名对苯二酰二氯或二氯化对苯二甲酰，它在常温下为白色结晶，遇空气易分解或变黄。
对苯二甲酰氯除作为对位芳纶的主要原料外，也可作为聚芳酯的单体，同时，它还可作为锦纶的改性剂及农药和医药的中间体使用。
对苯二甲酰氯的主要生产工艺有(双)光气法、氯化亚砜法、三(五)氯化磷法和对二甲苯氯化法等，其纯化方法主要采用精馏法或重结晶法。
1.1(双)光气法光气法是以对苯二甲酸和光气或双光气为原料，在催化剂(如N,N-二甲基甲酰胺)存在下，加热制得对苯二甲酰氯[5-7]，其原理是：此方法具有制备流程短、产品纯度高和副产物处理简单的优点；缺点是反应需要使用其它溶剂(如对二氯苯)，且光气是剧毒气体，一旦发生泄漏，则会发生较大的安全事故。
在实际生产中，采用双光气为原料生产对苯二甲酰氯时，反应条件会温和很多，且其它工艺基本相似。
目前的国内生产企业中，常州市科丰化工有限公司采用此法生产对苯二甲酰氯。
我国高品质对位芳纶原料的生产工艺及现状马海兵1,2,3，朱晓娜1,2,3，王忠伟1,2,3（1.烟台泰和新材料股份有限公司，山东烟台264006；2.国家芳纶工程技术研究中心，山东烟台264006；3.山东省芳纶纤维材料重点实验室，山东烟台264006）摘要：阐述了对苯二甲酰氯和对苯二胺两种高品质对位芳纶主要原料的生产工艺及现状，概括了各工艺存在的优缺点，并指出了目前两种原料在发展中所面临的主要问题和不足，提出了今后的发展方向。
概述对位芳纶纤维生产工艺设计开发及应用
概述对位芳纶纤维生产工艺开发与应用2011-4-13 10:55:07 阅读74次分享这篇新闻：一、前言对位芳纶简称对位芳香族聚酰胺纤维，其中的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）纤维，由于PPTA表现出溶致液晶性，是一种重要的主链型高分子液晶。
高分子液晶的工业化是以对位芳纶的另一个差别化产品是浆粕纤维（PPTA-pulp）。
它具有长度短（小于等于4mm）、毛羽丰富、长径比高、比表面积大（可达7-9m2/g）等优点，可以更好地分散于基体中制成性能优良的各向同性复合材料，其良好的耐热性、耐腐蚀性和好的机械性能，在摩擦密封复合材料(代替石棉)中得到了更好的应用。
某些国家浆粕的应用高达芳纶用量的96％。
二、对位芳纶的发展历史美国杜邦公司1972年投产的PPTA纤维(商品名Kevlar)系列为先导的。
该纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、耐大多数有机溶剂腐蚀的特性，且Kevlar纤维尺寸稳定性也非常好。
因此，对位芳纶的特点使得它在航天工业、轮船、帘子线、通信电缆及增强复合材料等方面得到了广泛的应用。
我国的清华大学、东华大学、晨光化工研究院、XX合成纤维研究所及巴陵石化XX公司等单位先后开展过PPTA的合成及纺丝研究工作。
“七五”期间，国家在XX投资兴建了30吨/年的PPTA合成中试装置，但由于存在一些技术上的问题，已于1991年停运。
最近几年来，XX新会已开始试产PPTA纤维，设计能力为500吨/年，仍采用国外相近的传统生产方法，但其产品的性能及价格明显不如美国杜邦的Kevlar纤维，最近几年来仍处于中试阶段但对位芳纶由于一些关键的技术问题没有解决，仍没有实现国产化。
加快其开发及产业化步伐，已成为促进我国国防军工及相关产业快速发展的迫切需要。
从对位芳纶的历史价格趋势观察获悉：自对位芳纶问世以来，其价格呈现戏剧性的变化。
最初，Kevlar芳纶价格高达100﹩/kg，随着产量增加其价格逐渐下降，1978年降到25-45﹩/kg。
对位芳纶产业化关键新技术及其机理的研究
对位芳纶产业化关键新技术及其机理的研究聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维,在我国被称为对位芳纶,是一种高性能的芳香族聚酰胺纤维。
通过干湿法液晶纺丝成形的对位芳纶纤维具有极高的比强度和比模量,作为结构材料可以替代钢铁及钛合金等金属材料。
PPTA纤维耐热性能接近无机纤维,在高温下不熔融,有很强的自熄性和阻燃性,它在高温下可以保持较高的强度,有较好的尺寸稳定性。
同时由于PPTA纤维仍具有普通纤维的柔软性,不会因弯曲而折断,也不会因受热而变脆,从而可以纺纱织布。
因此在航空航天、国防、复合材料产业等领域都有重要的应用。
是我国国防工业和国民经济的发展急需的高性能纤维之一。
希望通过本人参与的实验室和产业化研发过程中,在PPTA聚合工艺、PPTA-H2SO4液晶溶液性质、PPTA液晶纺丝工艺以及纤维热处理工艺的研究工作,为能够制备出高性能的PPTA纤维及其产业化作出一点微薄的贡献。
要纺制出高强度、高模量的PPTA纤维,制备出相对分子质量较高PPTA聚合体是关键因素之一。
本论文探索在N-甲基吡咯烷酮(NMP)／氯化钙(CaCl2)和N-乙基吡咯烷酮(NEP)/CaCl2两种溶剂体系中,单体配比、单体浓度、溶剂体系含水量、反应初始温度、氯化钙添加量、对苯二甲酰氯(TPC)单官能度及纯度等诸多因素对低温溶液缩聚制备PPTA的影响,确定基本工艺条件。
在两种溶剂体系中以及添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)后,缩聚反应均为二级反应,添加PVP提高了PPTA在聚合溶剂体系中的溶解性能,加快了反应速度,不会改变PPTA的化学结构、结晶性能和纯度。
采用了双螺杆挤出机作为主反应器进行了TPC溶液进料连续化生产工艺的探索。
TPC溶液进料法较易精确计量,并可以采用啮合同向旋转的双螺杆作为主反应器,连续化制备较高分子量的PPTA。
TPC二次投料量、TPC溶液浓度、溶解温度、放置时间、预缩聚反应温度、主反应温度都是影响PPTA聚合体比浓对数粘度(ηinh)的关键因素。
芳纶1414纤维生产中采用螺杆聚合合理性的探究
芳纶1414纤维生产中采用螺杆聚合合理性的探究摘要:聚对苯二甲酰对苯二胺(芳纶1414的原料)由对苯二甲酰氯与对苯二胺聚合而成,本文从聚对苯二甲酰对苯二胺在螺杆中聚合的产品的质量稳定性以及聚合工艺的的安全性等方面进行分析,说明了聚对苯二甲酰对苯二胺采用螺杆聚合的合理性。
关键词:芳纶1414纤维聚合安全连续化引言芳纶1414是聚对苯二甲酰对苯二胺经过液晶溶液干喷-湿纺制得的高强、高模纤维,是当前世界上最重要的高科技纤维。
要获得高质量的芳纶1414纤维,必须要提供高质量的聚合体。
采用合理的设备确保对苯二甲酰氯与对苯二胺聚合的安全与稳定,进而确保其聚合的质量及进行成本的控制。
1 聚合工艺及流程芳纶1414聚合工艺流程:将无水氯化钙烘干,并将其加入到脱水的N-甲基吡咯烷酮中,强烈搅拌使之形成乳液(浓度为7%左右,以下称N-甲基吡咯烷酮溶液)。
在N-甲基吡咯烷酮溶液中投入一定比例的对苯二甲酰氯与对苯二胺(3∶5),打入预聚釜进行预聚合,将预聚液通过计量泵注入聚合反应器--主螺杆中,通过另一台计量泵补足与对苯二胺相等克分子的对苯二甲酰氯的N-甲基吡咯烷酮溶液,使之在螺杆中搅拌混匀,进行充分反应。
用氢氧化钙溶液将反应所得聚合体中的氯化氢中和,并洗去聚合体中的溶剂和氯化钙,烘干即得聚对苯二甲酰对苯二胺成品。
聚合反应的主要设备是为管式、釜式、塔式反应器,反应方式有间歇式低温溶液缩聚法外,同时还有在螺杆挤压机中的连续缩聚和气相缩聚等。
在芳纶1414生产中,一般采用的聚合设备为反应釜或螺杆挤压机。
螺杆聚合主要有以下优点。
2 螺杆聚合的安全性对苯二甲酰氯与对苯二胺的聚合工艺是一个高危工艺(根据安监局文件,聚合等15种反应属高危工艺),反应具有相当的危险性。
要想获得安全稳定的生产,其采用的聚合设备必须能进行严格和稳定的控制。
2.1 排除空气与水分在对苯二甲酰氯与对苯二胺的聚合投料前,所有管道用氮气进行冲洗,以排除空气与水分。
聚对苯二甲酰对苯二胺的合成工艺[发明专利]
![聚对苯二甲酰对苯二胺的合成工艺[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/dbdd6d24876fb84ae45c3b3567ec102de2bddf8d.png)
〔19〕中华人民共和国专利局〔12〕发明专利申请公开说明书〔11〕CN 85100134A 〔43〕公开日1986年7月9日〔21〕申请号85100134〔22〕申请日85.4.1〔71〕申请人清华大学地址北京市海淀区清华园〔72〕发明人周其庠 刘德山 赵安赤 王慧芬 洪炜 〔74〕专利代理机构清华大学专利事务所代理人王兵〔51〕Int.CI 4C08G 69/26权利要求书 1 页 说明书 2 页〔54〕发明名称聚对苯二甲酰对苯二胺的合成工艺〔57〕摘要聚对苯二甲酰对苯二胺的合成工艺，它属于高分子化合物合成的技术领域。
在装有N-甲基吡咯烷酮的聚合釜中，加入氯化锂(为投料量的1.2～1.8％)及吡啶(吡啶/对苯二胺＝0.6～1.20克分子比)，然后加入对苯二胺，溶解后分两步加入对苯二甲酰氯粉末(PPD浓度为0.20～0.45mol/l，TCl过量0.30～2.5％)，反应在N 2气保护、搅拌、常压下进行，反应温度维持在-5℃～80℃。
按这种工艺生成的聚合物粘度稳定为5.5～6.0。
85100134权 利 要 求 书第1/1页1、一种在N-甲基吡咯烷酮-氯化锂溶液中，由对苯二胺和对苯二甲酰氯合成聚对苯二甲酰对苯二胺的工艺，其特征在于在装有N-甲基吡咯烷酮的聚合釜中，加入氯化锂(为投料量重量的12～18%)及吡啶(吡啶/对苯二胺=0.60～120克分子比)，然后加入对苯二胺，溶解后分两步加入对苯二甲酰氯粉末(PPD浓度为0.20～0.45mol/l，TCl过量0.30～2.5%)，反应在搅拌、常压、N2气保护下进行，反应温度维持在-5℃～80℃。
2、根据权利要求1的工艺，其特征在于所说分两步加入对苯二甲酰氯粉末为一次加40～60%，第二次加60～40%。
85100134说 明 书第1/2页聚对苯二甲酰对苯二胺的合成工艺本发明所属技术领域为高分子化合物合成。
由聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）树脂纺成的纤维具有高强度、高模量、耐高温等优异性能，是70年代以来最引人注目的特种合成纤维。
聚对苯二甲酰对苯二胺的合成方法
聚对苯二甲酰对苯二胺的合成方法2010年第8卷第6期化学推进剂与高分子材料ChemicalPropellants&PolymericMaterials聚对苯二甲酰对苯二胺的合成方法王丹,蔡涛,彭长征,佘万能(湖北省化学研究院,湖北武汉430074)摘要:分别介绍了聚对苯二甲酰对苯二胺的应用及界面缩聚法,酯交换法,气相聚合法,低温溶液缩聚法,直接缩聚法等几种合成方法的优缺点,分析了国内外聚对苯二甲酰对苯二胺的发展趋势.关键词:聚对苯二甲酰对苯二胺;高性能材料;合成方法;应用中图分类号:TB383文献标识码:A文章编号:1672—2I9l(2Ol0)06—0031—04随着科学技术的迅猛发展,有机高分子材料在国民经济的各个领域得到越来越广泛的应用.芳香族聚酰胺是一类重要的高性能材料…,作为唯一高性能的有机纤维,具有超高强度,超高模量,耐高温和密度小,综合性能优异的特点,被广泛应用于宇航,精密电子及信息产业等尖端科技领域】.聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)在我国又称芳纶l414【]】.对位芳纶表现出溶致液晶性,是一类重要的主链型高分子液晶,是已工业化的高性能增强纤维中唯一的有机纤维,也是在高性能复合材料中用量仅次于碳纤维的另一种增强纤维,其相对强度为钢丝的6～7倍,模量约为钢丝和玻右,加热到5O0℃分解而不熔融.其化学结构式如图1所示.HOO-{=l『一千H图lPPTA的结构式Fig.1StructureformulaofPPTA目前,国外PPTA生产主要集中在Et本,美国和欧洲[4】.已经工业化的芳香族纤维除美国杜邦公司生产的Nomex和Kevlar纤维,还有日本帝人公司生产的Conex和Technora纤维,俄罗斯也在生产少量的杂环纤维.虽然生产量小,但各方面的性能都很优秀,几种已商业化的芳纶纤璃纤维的2～3倍,而相对密度只有钢丝的l/5左维产品如表1所示. 表l几种已商业化的芳纶纤维产品Tab.1Severalcommercializedaramidfiberproducts由于PPTA合成技术难度较大,国外又对我国进行技术封锁,因此我虽经过十多年研究开发,但目前尚无l业化生产装置.作为高科技基础的合成材料,闰内对PPTA的需求快速增长,据统计,我国每年直接和问接进口的芳纶及相关制品数以亿元计,缺口6000t左右,市场潜力极大,因此芳纶r4l4再次被列为我国"十一五"重点支持发展的双星号项目.近年来我国高性能芳纶研究与开发进展迅速.目前正在建设的PPTA生产企业如表2所示.收稿日期:20l0—06一l8作者简介:王丹(1984一),女,在渎硕士,从事功能材料的研究与开发. 电子信箱:pptawang@l63com王丹等?聚对苯二甲酰对苯二胺的合成方法在温和的条件下进行缩聚反应的方法称为低温溶液缩聚法.使用反应活性高的单体,在室温下进行反应,可避免副反应发生,得到高的聚合物.用此树脂液可直接进行湿法纺丝,凝浴为含有硫氰酸钙的DMAC水溶液.]:业上使用酰胺一盐溶剂体系进行缩聚,通过加入碱或碱土金属盐,产生溶剂分子与金属阳离子的多级缔合作用,例如组成如NMP—CaCI2,NMP—LiCl等体系,溶剂中存在的金属阳离子,将增加体系溶剂化作用,加强溶剂体系与PPTA之间亲合,增加PPTA的溶解性,促进缩聚反应的程度.在研究低温溶液缩聚法直接制备对位芳纶浆的过程中,发现加入较低的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)~I1PVPK30可加快反应速率,提高浆粕的特性黏度和长径比,且浆粕的表面毛羽丰富[1.然而PPTA纤维树脂难溶难熔,必须在浓硫酸里面纺丝,加工较难,设备腐蚀严重.在低温溶液缩聚时,加入第三或第四单体是解决PPTA溶解性的最好方法【14].前苏联以4,4一二氨基二苯醚为第三单体,得到的纤维强度优于Kevlar29.TomokoGoto从分子设计的角度,以4,4一二氨基二苯醚为第三单体,在双溶剂DMAc/DMI里合成出高黏度的嵌段共聚物,由于分子链中软段和硬段同时存在,纺制成的纤维具有高强度,高韧性,其热稳定性优于PPTA[15】.中科院化学研究所,清华大学化纤所[16-18]研究了4,4一二氨基二苯醚作为第三单体在六甲基磷酰胺/二甲基乙酰胺混合溶剂中及4,4一二氨基二苯醚在NMP中的合成规律.日本东丽公司[19】将4,4一二氨基二苯醚,2一氯代对苯二胺进行四元共聚,聚合物可以原液纺丝,纤维的伸长率,耐疲劳性能较好,屈曲疲劳寿命比PPTA高一个数量级.此类纤维的热延伸性极好,其原因在于共聚以及部分氯代能适当地抑制结晶速度,易拉伸取向,可纺性增加,在纤维中不易生成应力集中点.由于氯代单体的加入其耐热性也提高了.低温溶液缩聚法制备芳香族聚酰胺,反应时间较短,合成的聚合物适当,可以满足纺丝的要求,但是对各个反应物的纯度要求都极高.而且,参加反应的单体和溶剂都不易保存,往往造成极大的浪费.5直接缩聚法直接缩聚法叫是将芳香族二酸和芳香族二胺在非质子有机极性溶剂(如NMP,DMAc等)中,以亚磷酸三苯酯为催化剂,在温和条件下进行缩聚反应.一般必须有PY(吡啶)存在,有时加模板聚合物4一乙烯基吡啶来促进反应.一般用这种方法得到的芳香族聚酰胺的比浓对数黏度达到2 左右.这样低的聚合物虽不具有高的力学性能,但可以通过后期扩链,来提高原液的浓度,合成机理(图5)和聚合机理(图6)如下:'H.一88--OH+H2N--~--NH:+P(OC6H5)LiCI/CaCI2/NMP/Py100~C,2hOO'扣一88壬*+HOP(C6H~c…图5直接缩聚法合成PPTA机理Fig.5PPTAsynthesismechanismbydirectpolyc0ndensationP(OAr)JPyNMP,LiCl8AIIH—P—OC0一R—COO—P—H/\/\ArOOArArO0ArjHN—R一NH:'十NH—O—HN0c—R—CO—+2HO—P(oc6H5)2+2C6H5OH 图6直接缩聚法聚合机理Fig.6POlymerizationmechanismofPPTAby directpolycondensationmethod直接缩聚法制备芳香族聚酰胺,艺成熟,能耗较小,且反应条件温和,合成的聚合物通过后期的扩链,可以形成,适当的原液.6其他方法文献[9】报道把溶于150mL四氢呋喃中的间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯(物质的量比为60:40)的混合液于搅拌下加到12℃的问苯二胺的碳酸钠溶液中(浓度为0.4mol/L),2rain后把150mL四氯化碳加入到反应体系中,分层后得到水相和有机相两相,分离两相,除水后可得到平均粒径为10-30m的不互相黏和的非晶态聚合物.此34化学推进剂高分子材料ChemicalPropellants&PolymericMaterials2010年第8卷第6期法可简化有机溶剂回收操作过程,减少母液量,从而制取芳香族聚酰胺.另外,有报道采用芳香族二异氰酸酯与二酸反应制取芳香族聚酰胺,如三井东亚用问苯二甲酸,对苯二甲酸制取芳香族聚酰胺【21.刚刚过去的20世纪,是我l:业生产大规模发展的1业经济时代】,随着汽车,电器,机械,通讯的迅速发展,对f程塑料的要求更高,一般的I程塑料很难满足实际需要,因而对高强高模的芳香族聚酰胺纤维需求量维持了较高的年增长率.但是我国的芳纶的研究起步较晚,所使用的芳纶全部来自进口,每年花费约4亿元,成本高且外不时对我国进行封锁,造成供货紧张.为了适应我圉的发展,必须加大对芳纶纤维的研究力度】.参考文献【1】尤秀兰,刘兆峰.聚对苯二甲酰对苯二胺及其共聚体纤维的成型新技术[J1.高分子通报,2003(6):65—71.【2】褚乃清,刈彩明,李丽霞.两种芳纶纤维定性鉴别方法的研究fJ1.中困纤检,2005(12):20—22.【3】沈新元.先进高分子材料【M】.上海:中国纺织出版社, 2006:65—66.【4】梁诚.高性能芳纶及其中问体开发前景广阔【J】l精细化原料及中I司体,2008(6):36—38,35.【5】王琛.高分子材料改性技术【MI—I海:中旧纺织出版社,2007:347—348.【6】刘雄军,佘万能,何晓东.PPTA及改性PPTA的合成与性能表征【J】.代化:[,2006,35(4):230—232,288.【7】MorganPW.Condensationpolymersbyinterfacial andso1utionmethods【M】.NewY ork:Wi1eY Interscience.1965:3—16.[81MorganPW,KwolekSL,SchaewfgenJR,eta1. 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聚对苯二甲酰对苯二胺的制备和纺丝技术
聚对苯二甲酰对苯二胺的制备和纺丝技术聚对苯二甲酰对苯二胺（简称为PPTA）是一种高性能的工程塑料，因其优异的力学性能、耐高温性能和耐化学性能而被广泛应用。
本文将介绍PPTA的制备和纺丝技术。
一、PPTA的制备PPTA的制备是通过对苯二甲酸和对苯二胺间的缩合反应而得到的。
具体的反应机理如下：反应条件：1、反应物的摩尔比为1:1，且两者应先在NMP（N-甲基吡咯烷酮）中进行预处理。
2、在反应中加入亚硫酸钠(NaSO3)作还原剂，能够提高反应物的收率和PPTA的分子量。
3、反应温度一般在130~140℃左右，反应时间为数十小时。
4、反应完成后，产物通过离心、洗涤和干燥等工艺得到成品。
二、PPTA的纺丝技术PPTA具有高分子量和刚硬的分子结构，因此在纺丝过程中易产生断裂，从而降低了纤维的拉伸性和强度。
为了获得高质量的PPTA纤维，需要采用特殊的纺丝技术。
1、溶液纺丝法PPTA在类似于NMP的有机溶剂中可以形成高浓度的溶液，由溶液纺丝机进行加工。
溶液纺丝法主要有湿法和干法两种。
湿法溶液纺丝法：PPTA溶液通过注射器喷嘴喷出，进入含60%~70%水的淬丝槽中。
通过水的迅速凝固和有机溶剂的快速蒸发，生成了PPTA纤维。
由于纤维过早与水接触，纤维表面容易出现大量的孔隙和缺陷，导致强度降低。
干法溶液纺丝法：PPTA溶液通过注射器喷嘴直接喷向旋转的收丝轮上，逐渐凝固，形成PPTA纤维。
与湿法相比，该法不会产生表面缺陷和孔隙，可以得到优质的PPTA纤维。
2、熔融纺丝法熔融纺丝法是将PPTA粉末加热至熔化状态，然后通过旋转的收丝轮将熔融的PPTA拉伸成纤维。
由于PPTA的熔点很高(320~330℃)，需要采用高温的加热和冷却技术，以便将其熔化和拉伸成纤维。
熔融纺丝法能够得到颗粒形状规则、强度高的PPTA纤维。
总之，PPTA是一种高性能的工程塑料，在化工、电器、航空、防弹材料等领域得到了广泛应用。
通过选择合适的制备方法和纺丝技术，可以获得任意长度和粗细的PPTA纤维，提高其应用的可靠性和经济性。
聚对苯二甲酰对苯二胺安全技术说明书
聚对苯二甲酰对苯二胺（简称PMDA）是一种重要的工业原料，广泛应用于塑料、涂料、纺织品等领域。
然而，由于其在生产和使用过程中可能存在的安全风险，特别需要一份详尽的安全技术说明书以指导其正确的使用和处理。
PMDA的安全技术说明书应包括以下内容：1. 化学性质：PMDA是一种聚合物，具有高分子量、高结晶度和良好的热稳定性。
其化学结构特点决定了其在工业生产中的独特性能和用途广泛性。
2. 生产工艺：PMDA的生产工艺应包括原料选择、反应条件、工艺流程控制等方面的详细说明。
特别需要注意的是在生产过程中可能产生的有害气体、废水、废渣等污染物的排放和处理方法。
3. 储存和运输：PMDA在储存和运输过程中需要防止受潮、受热、受污染等情况，以免影响其性能和安全性。
对于不同包装形式的PMDA，其储存和运输条件也有所不同。
4. 使用安全：PMDA在生产和应用中需要遵循一定的操作规程和安全防护措施，避免接触皮肤、吸入毒气等情况。
对于可能产生的废弃物和污染物的处理也需要一定的技术指导和安全注意事项。
5. 应急处理：一旦发生PMDA泄漏、事故等情况，需要有详细的应急处理措施和装备，以保障现场人员和环境的安全。
在撰写安全技术说明书时，需要全面评估PMDA的生产和使用全过程中可能存在的安全风险，并提出相应的预防措施和应对方案。
要考虑到PMDA的广泛应用领域和复杂环境下可能面临的挑战，确保安全技术说明书的实用性和有效性。
个人观点：作为PMDA的文章写手，我深知其作为重要工业原料的重要性和潜在的安全风险。
在撰写安全技术说明书时，我将以全面、深入的视角来评估其安全技术问题，并提供具有实际操作性和可操作性的解决方案。
只有充分理解PMDA的特性和使用环境，才能更好地保障其安全生产和应用。
PMDA的安全技术说明书不仅需要包括对其化学性质和生产工艺的详细描述，还需要对其在不同应用领域中可能面临的安全风险进行全面评估，并提出相应的预防措施和应对方案。
聚对苯二甲酰对苯二胺气凝胶纤维的制备与性能
聚对苯二甲酰对苯二胺气凝胶纤维的制备与性能李杰;胡祖明;于俊荣;王彦;诸静【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2024(38)2【摘要】气凝胶纤维具有良好的柔韧性,其织物在可穿戴保温隔热领域受到了人们高度的关注。
聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)具有优异的耐热性、耐化学品腐蚀等性能,是制备气凝胶纤维的理想材料。
然而,目前利用PPTA纤维(对位芳纶)的纳米纤维分散液制备气凝胶纤维的过程复杂、耗时且成本高,因此本工作通过合成具有良好可加工性的PPTA溶液,利用湿法纺丝和冷冻干燥工艺制备PPTA气凝胶纤维,极大地简化了工艺流程。
实验分析表明,通过改变PPTA溶液的浓度可以有效地控制气凝胶纤维的孔结构及机械强度。
当PPTA溶液的质量分数为2%时,制得的气凝胶纤维的孔隙率高达94.5%,断裂强度可达7.8 MPa;除此之外,该气凝胶纤维还具有高的比表面积(291 m2/g)和低的热导率,其织物的热导率为29.65 mW/(m·K)。
当PPTA溶液的质量分数为5%时,气凝胶纤维的断裂强度高达20.5 MPa。
本工作中所制备的气凝胶纤维具有极高的孔隙率、超低的密度和热导率以及良好的力学性能,为新一代保温隔热纺织品的设计和制造开辟了新的途径。
【总页数】6页(P228-233)【作者】李杰;胡祖明;于俊荣;王彦;诸静【作者单位】东华大学材料科学与工程学院;东华大学纤维材料改性国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TB324【相关文献】1.改性聚对苯二甲酰间苯二胺的溶解性及其纤维性能研究2.含氯聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的结构与性能3.聚对苯二甲酰对苯二胺树脂及其纤维的制备与改性研究进展4.超高分子量聚对苯二甲酰对苯二胺及其芳纶纤维制备关键技术与生产装备国产化5.Celebrating Foreign Festivals因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
工艺技术芳纶制造工艺
定义芳纶纤维芳纶纤维■芳纶全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺、英文为Ardmidfibe「,是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5〜6倍,模量为钢丝或玻璃纤维的2〜3倍, 韧性是钢丝的2倍,而重量仅为钢丝的1/5左右,在560度的温度下,不分解,不融化.它具有良好的绝缘性和抗老化性能,具有很长的生命周期.芳纶的发现,被认为是材料界一个非常重要的历史进程.■芳纶纤维联邦贸易委员会的定义是:一个制造纤维,纤维形成的物质是一种长链合成聚酰胺其中至少35%的酰胺的联系f(-co-nh-)直接连接到2芳香环■槌Restricted Information I August 2021Page 3充1961年,杜邦生产第一个间位芳纶工厂1972年,杜邦生产第一个对位芳纶工厂杜邦和阿克苏开发对位雕一聚合,干喷湿纺,溶剂,其他・1972第一款对位芳纶纤维由杜邦公司推出商用・ 1980s 阿克苏和杜邦公司的专利之争・1987共聚物型对位芳纶纤维由帝人〔日本〕公司生产-Technora科隆生产对位长纤维〔在韩国〕-Heracron-连续聚合工艺•间歇聚合工艺・ 1960s- 1970s2004 ・ 2021晓星生产对位长纤维〔在韩国〕-Alkex对位芳纶纤维的物理性能/对位芳纶纤维有高韧性和弹性用在很多高技术领域,例如 航空肮天和军事应用 QRestricted Information I August 2021单位Kevlar 29Kevlar 49Kevlar 129Kevlar 149Twaron Regular Heracron RegularHeracronHigh ModulusNomex । 密度 g/而 1.44 1.45 1.45 1.47 1.44 1.44 1.44 1.38 韧性 g/d232326182322235弹性 系数g/d550 950 780 1,100 600 550 870 140伸长%3.62.8331.53.63.83.022杜邦间位Page 6和其他高韧性纤维比拟-高韧性纤维的抗拉强度,弹性模量的关系24「一Restricted Information I August 20ll Gel- Spun PE Fiber0 6 2 8 4 0 2 11 一AramidNylcn口售如口加1- 1 □ WireRiyvn0 5 0 5 0*2.2.tL GWEN9OC£6U2=S.三AramidFibers |•「［••…jLCPFib 吟UHM Carbon100200300400500600700Specific Modulus (gpd)0.5..AlufniAufn7 j LCP making •：::0.0 L-——L―■1iI二-0.00.5 t.O 1.52.02.53.03.5Specific Tensile Motfulus(10#Nffl/kg)Page 7HN-C^fbonfiberBoron fibtr• S,&assUltra-drawn PE FiberHS.-farbon ;Fiber •••••••"!对位芳纶纤维的特征二7・,m・Ml—:»扩结构A强氢键A高温适应：＞80%节高温结晶：,60•在低重r抗拉强度高•高嚣(触顿)•低断裂伸长率•低导电•高耐化学性•螭辘•高韧性(Work-to-Break)•优秀的稳定空间•高剪切阻力•阻燃,自熄•对紫外线辐射敏感Restricted Information I August 2021 Page 8August 2021 Page 9对位芳纶的世界需求 对位芳纶行业的前景在中国开展对位芳纶纤维符合我国的既定战略目标Restricted Information I August 2021PART B ：对位芳纶纤维的行业状况&在中国的前景国外对位芳纶纤维的产能Page 10〔吨/年〕※扩大投资:杜邦&5.亿〔新工厂-长纤维,纸浆,etc〕科隆&8亿〔聚合产能6,000吨/年〕晓星&4亿2021产能2021产能55,000 T/Y66,000 T/YKo IonKolonHyosung4%8%1%Restricted Information I August 2021 Page 12备■世界需求变化吨/年2001年之前:15%, 2002-2005:4-5%, 2006年编:8-10%, 2021年":10%Restricted Information I August 2021 Page 13■每个应用领域需求Ballistic Protection ClothRubber Goods ReinforcementCables Reinforcement OthersRestricted Information I August 20212021Page 14■中国现状•在世界范围内制造对位出纤维的厂家^常有限,所以技术保密性很强 • 到目前,在中国对位芳纶的技术都不够成熟或开车困难,根本依赖于进口,m 从2021年开始,对位芳纶的需求增长每年有10%*国内厂家：常熟兆达特种纤维,500吨/年 烟台氨纶股份,1千吨/年,预计投资2・5亿 中石化仪征化纤股份,3干吨/年,预计投资12亿 中蓝晨光化工研究院,1千吨/年,预计投资4亿 河北硅谷化工J 千吨/年 中国平煤神马集团.500吨/吨•虽然很多中式装置〔产能100・500吨/年〕都在2年前建设好,但由于技术的缺陷和没有持续研发的水平,所以很难实现商业化.■对位芳纶纤维行业的前景•中国有着巨大的潜力,所以不久的将来会成为世界规模级别的高性能芳纶纤维生产基地＞随着经济的快速开展和人民生活水平不断的提升,会带动国防相关行业的开展. 高性能芳纶〔高强度,模量高耐热新能〕产品将会满足我们强大的内需市场.＞低廉的劳动力本钱常具有竞争力〔比起其他国家：美国,日本,韩国〕在中国,制造高性能和低本钱对位芳纶纤维行业的时代已经到临.Restricted Information I August 2021Page 16■开展对位芳纶纤维符合我国的既定战略目标•在国务院,发改委关于?纺织工业技术进步与技术改造段资方向?,?纺织工业‘十一五’开展纲要?,?化纤工5r 十一五〞开展指导意见?,?产业用纺织品行业—展规划当中,全部明确提出了开展高献术纤维产业及应用的战略目标.为了飒当前严峻的国际经济危 机,国家又出台了更为具体的?蹒0k 调整和振兴规划?,规划明确提出,要促进产业用纺织品的应用,推进高新技术纤维产业化,提升纺织装备自主化水平,培育具有国际影响力的自主知名品牌,由此可见,以 芳纶为代表的高性能纤维材料域国的开展前景将是非常广阔的.Restricted Information I August 2021五〞开展规划?等一系列重大发Page 16PART C ：芳纶长纤维产品工艺对位芳纶的聚合工艺对翊纶的纺丝工艺产品技术核心Restricted Information I August 2021Page 17■对位芳纶的聚合反响聚对苯二甲酰对苯二胺=Poly para-phenyleneterephtalamide(PPTA)对苯二甲酰氯(TPC )、对芾二® ( PPD)进行了三元共缩聚改性,研究PPTA 的低温溶液共缩聚合成规律,制备出一系列高相对分子质量的溶于N ・甲基哪Restricted Information I August 2021PPDTPC PPTANMP/ CaCI咯烷醐氯化钙(N M P 心aCI_2)的芳香族聚Page 18女.对位芳纶的结构■原材料性质■聚合工艺描述生产对位芳纶,首先PPD溶液在含有氯化钙〔10wt%或更少〕的NMP ,然后参加预定含量的TPC添加到混合溶液,从而形成初步聚合.初步聚合结束以后,剩下的TPC在低温〔几乎〔TC 〕添加到混合溶液为了在聚合过程当中使聚合物浓缩5-20%.低温会预防杂质生成和促进线性聚酰胺形成.由此产生的聚合物的混合体和氢氧化钠溶剂中和以后被粉碎碾磨,然后用清水洗涤去除NMP和剩余的盐•湿的聚合物被离心,烘干,分类,纺丝.干聚合物的粒度分类非常重要,由于粒子非常小的聚合物会形成劣质的纺丝原液NMP回收J取K以后在循环到聚合过程.杂质被氯仿处理以后通过废水排出°Restricted Information I August 2021Page 21一%对位芳纶的纺丝工艺Restricted Information I August 2021 Page 22• 在浓缩20%的PPTA 聚合物时,原液和液晶纺丝溶液准备破100%硫酸溶解・ 原液被除掉空气,过滤掉破损的纺丝之后,在80-100(计量泵的帮助下通过喷丝板压出通过10mm 的气隙进入热纺丝的过程和凝固.10%硫酸.水溶液浴凝固在070 X♦长纤维可以在这个点上采取不同的2个路线,它可以形成纱,用弱氢氧化钠溶液洗涤后烘干卷筒在线轴生产模量为500-600 gr/denier・ 相反,长纤维去下面张力的热处理时生产模量为800T000 gr/denier 的长纤维丝Restricted Information I August 2021对位芳纶的纺丝工艺Page 24产品技术核心Restricted Information I August 2021Page 25纺丝工艺准备&纺丝原液稳定＞聚合物最小化IV 变差•干喷湿法纺丝技术＞限制条件：压力,温度,速度等 ＞气隙&凝固条件的优化 ＞喷丝板设计&系统设计＞根据工厂的产能做出蛹方法的优化＞系统设计〔在使用氢氧化钙〕 热处理技术：高模量长纤维 ＞限制条件：速度,拉伸比,张力.温度等 A 系统设计Restricted Information I August 2021优秀的原液浓缩&制造清洁的原液〔 空气,过滤〕废硫酸处理技术：从其他公司购置＞耐防腐材料&防腐蚀设备Page 26对位长纤维芳纶的特性保证公用规格&消耗 工厂废水&废物 「装方法&包装材料工厂需求人员Restricted Information I August 2021PARTD ：拟建工厂布局&操作对位芳纶工厂产能Page 27对位芳纶工厂产能■根底条件原液浓缩选择考虑到溶解度,产能&品质,所以选择原液浓缩20%Restricted Information I August 2021粘度vs.PPTA/硫酸溶液蹦合物浓缩在工00%硫酸的PPTA 溶期矩Page 29Sult舟J 5.2一百05Concentration (wt %)Target■单元作业量•聚合单元•纺丝单元Restricted Information I August 2021 Page 30■ 经济工厂产量：3,000 T/Y + 3,000 T/Y = 6,000 T/Y工艺单元Unit第一步投资第二部投资Capacity (Ton/Year)No. of Unit产能No. of Unit产能聚合6,000 1 6,000■ ■ 放肆机器1000 De270 3 810 3 810 1500 De 415 3 ^,2453 1,245 1140 De315 3945 3945Total■93,00093,000Restricted Information I August 2021•单元作业布置第一部投资第二步投资6,000 T/Y3,000 T/Y3,000 T/YJ- ]—►I~~J~~•I 1—N ]_ ]►! ]►) J►,Product #1]Product #2 ] Product #3] :Product #4 1Product #5 ] Product #6 1 'Product #7 1 Product 48 1Product #9]纺竺Unit #10纺丝 Unit #lf 纺拄Unit 疝7"纳丝Unit MT * Unit #14纺丝 Unit #15 析丝UnfT 蕾16坊丝 Unit #J7 纳丝Unit 而回»( Product #10»C Product #11Product #12 Product #13 Product #14 Product #15 Product #访 Product 417 Product #18Page 31段所有常规产品特性值几乎和杜邦相同所有高模量产品的特性」 「几乎和杜邦Kevlar 49 3相同原料消耗对位长纤维芳纶每:L,000kg的平均消耗率Restricted Information I August 2021Page 33■公用规格■公用消耗制造每LOOOkg对位长纤维假设纶的平均消揉率Restricted Information I August 2021Page 35工厂废水工厂产能6,000 T/Y为根底派废硫酸处理> 工厂产能：> Z000 T/Y --用Ca(OH)2Ca(0H)2 + H2SO4 - CaS04 - 2H2O ( Gypsum ):卖至!J水混厂…这项牯术献其他的工厂供给Restricted Information I August 2021 Page 36包装方法&包装材料■包装方法Manual Bobbin Weight 10 Kg BoxWeight150KgNo. of Bobbin15ea■包装材料No. of Stage3StageCarton Box双瓦楞纸板Pad单瓦楞纸板BandPP 18 mm WidthRestricted Information I August 2021Page 376.000 T/Y产能为根底Restricted Information I August 2021Page 38工厂需求人员6,000 T/Y工厂产能为根底〔单位：人〕装维修人员和治理人员除外Restricted Information I August 2021Page 39PARTE ：对位长纤维芳纶方案成熟的技术&竞争优势工程进程图&成功的关键因素预计投资本钱估算拟定工程界区工程责任分担预计工成熟的技术&竟争优势■成熟的技术♦最现代的工艺-连续聚合-成功生产了市场最受欢送的产品•原始技术资料■竞争优势Restricted Information I August 2021 Page 41•原材料本钱低-从国内的市场供给•低本钱投资和运营-最大程度的本地化• 保证原料的供给 •成熟技术-产量及品质,最低投资• 快速&平安的建厂 •稳定的客户群市场调查、确定工厂 ,方案评价 '政府审批,工厂建设运作•要求 •供给商 ・价格 ・客户 ・原材料地经扩点济展 ・技术 •联籁 •可彳强 ・选项限同 界合程同购造试 工合采建调件量质 条产品■工程成功的关键因素Restricted Information I August 2021 Page 42拟定工程界区备用电源施工安装土木设计/建造运输装备装卸系统 .原材料等消防空调电信平安装备闪电&平安办公大楼食堂等机械工厂Restricted Information I August 2021 Page 45工程责任分担Restricted Information I August 2021Page 46硕计工期标：双方签定合同起24个月Restricted Information I August 2021 Page 47。