聚丙烯腈
聚丙烯腈的结构简式-概述说明以及解释
聚丙烯腈的结构简式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述聚丙烯腈是一种重要的合成纤维材料，也是丙烯腈单体聚合得到的聚合物。
它具有优异的物理性质和化学性质，广泛应用于纺织、化工等领域。
聚丙烯腈的化学结构中含有酰胺基团，使得其具有良好的强度、耐久性、抗静电性和抗皱性等特点。
此外，聚丙烯腈还可以通过进一步的化学反应和处理获得其他功能性纤维，如碳纤维，增加了其应用的多样性。
本文将对聚丙烯腈的化学结构、物理性质以及应用领域进行详细介绍，并展望其未来可能的发展方向。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将以聚丙烯腈（Polyacrylonitrile，简称PAN）为研究对象，探讨它的结构简式、物理性质及应用领域。
具体而言，文章将分为三个主要部分。
第一部分为引言部分，包括概述、文章结构和目的三个小节。
在概述中，将简单介绍聚丙烯腈的基本情况，以及其在化学和材料领域的重要性。
文章结构一节将解释整篇文章的组织框架，说明各部分的主要内容。
目的一节将明确本文的主要研究目标和意义。
第二部分为正文部分，主要包括聚丙烯腈的化学结构、物理性质及应用领域三个小节。
在聚丙烯腈的化学结构一节中，将详细介绍聚丙烯腈的分子结构、化学键以及聚合方式。
聚丙烯腈的物理性质一节将涵盖其热力学性质、力学性能、光学性质等方面的内容。
在聚丙烯腈的应用领域一节中，将探讨聚丙烯腈在纺织、医药、电子等领域的广泛应用和发展前景。
第三部分为结论部分，将主要包括总结聚丙烯腈的结构简式、对聚丙烯腈的未来发展进行展望以及结束语。
总结聚丙烯腈的结构简式一节将回顾本文中所提及的聚丙烯腈的化学结构，并概括其主要特点。
对聚丙烯腈的未来发展进行展望一节将探讨聚丙烯腈在新材料、新技术等方向的发展前景，并提出相关建议和展望。
最后，结束语将对本文的研究进行总结，并提出对读者的期望。
通过以上结构的安排，本文将全面介绍聚丙烯腈的结构简式、物理性质及其应用领域，为读者提供一份关于聚丙烯腈的综合性参考文献。
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料
针对PAN基碳纤维复合材料生产过程中存在的能耗高、污染重等问题 ，研究者们不断改进生产工艺，提高生产效率和环保性。
未来发展趋势预测与挑战分析
高性能化
未来PAN基碳纤维复合材料将继续向高性能化方向发展， 以满足高端应用领域对材料性能的更高要求。
绿色环保
随着环保意识的提高，PAN基碳纤维复合材料的绿色生产 将成为未来发展的重要趋势，包括采用环保原料、优化生 产工艺等。
耐疲劳性
碳纤维复合材料具有良好 的耐疲劳性能，能够承受 长期的交变载荷作用。
热稳定性及耐候性评估
热稳定性
PAN基碳纤维在高温下能 够保持较好的稳定性，不 易发生热分解或氧化反应 。
耐候性
碳纤维复合材料具有良好 的耐候性能，能够抵抗紫 外线、酸雨等自然环境的 侵蚀。
耐腐蚀性
由于碳纤维的化学稳定性 较高，因此它对于多种化 学物质都具有良好的耐腐 蚀性。
汽车工业领域应用
轻量化
碳纤维复合材料具有密度小、比 强度高、比模量高等优点，是实 现汽车轻量化的理想材料，可用
于车身、底盘等结构件。
安全性
碳纤维复合材料在碰撞时能够吸收 大量能量，提高汽车的安全性。
舒适性
碳纤维复合材料具有良好的阻尼性 能，能够降低汽车行驶过程中的振 动和噪音，提高乘坐舒适性。
体育器材领域应用
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合 材料的制备工艺主要包括原丝 制备、预氧化、碳化、石墨化 等步骤，通过控制工艺参数可 以得到不同性能的复合材料。
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合 材料在航空航天、汽车、体育 器材、建筑等领域具有广泛的 应用前景，如飞机结构件、汽 车轻量化部件、高性能运动器 材等。
02
CATALOGUE
聚丙烯腈和碳纤维(29页)
碳化
(3) CO和C02的释放: 未被结合到梯形结构中的含氧基团被热解。
(4) HCN的释放: 小的芳构化片之间缩聚的副产物。
HC
I ◦
HZ H? H2 CN
N夕cI C HcH’
H C I HCN C
碳化
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碳化
(5) N2的释放: HCN的释放影响收率，900-1 300ftC是脱氮高峰。
-CHa-CH* + R-SH CN
-CHz-CHa- + RS . CN
碳纤维的结构
碳原子结构最规 整排列的物质是 金刚石, 碳纤维 结构近乎石墨结 构, 比金刚石结 构规整性稍差
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碳纤维的分类
最早问世 ,宇航咳 — 性材料
HHH HHH
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IIII
石墨化
石墨化是固相碳化反应的继续，碳纤维中以氮为主的非碳元素几乎全 部溢 走，得到含碳量接近100%的石墨纤维。2200X: 时基本完成。
Logo
Logo
聚丙烯腈的合成
JI发: 别发釗及热分解，卢生初级t由裏。分解反应 連卒 敕仗，可技喇整个反应連卒。初级负由暮与单体 加成， 打开神类羊体的，形成n，生成羊体令由基＞ 并玫热。 C1本水商公句采用偶氬二异丁漪(AIBN)做J|发利，二 甲 泉正风CDMSOJ做泳利，换作安全，户品质黃 本。
CHa
偶合终止 -CHi-CH* + 'CH-CH?- -- CHa-CH- CH-CH2-
聚丙烯腈
聚苯烯腈纤维
丙烯腈分子式
聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。大分子链中的丙烯 腈单元是接头-尾方式相连的。主要用于制聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈 纤维（俗称晴纶）的强度并不高，耐磨性和抗疲劳性也较差。聚丙烯 腈纤维的优点是耐候性和耐日晒性好，在室外放置18个月后还能保持 原有强度的77%。它还耐化学试剂，特别是无机酸、漂白粉、过氧化
• 也可以用于锂离子聚合物电池的电解质聚合物基体，离子电导率较高，能 达到10锂离子迁移数也大于PEO系，可达到0.5，但PAN链上有较强的极性 基团-CN，与锂电极相容性差，钝化现象比较严重。
聚丙烯腈纤维
聚丙烯腈纤维
• 聚丙烯腈纤维大多是以丙烯腈为主的三元 共聚物制得，其中丙烯腈占88％～95％，第 二单体用量为4％～10％，第三单体用量为 0.3％～2％。
1.物理性质
– 聚丙烯腈为白色粉末状物质，其密度为1.14～ 1.15g/cm3，加热至220～230℃时软化，并同时 发生分解。
– 2. 玻璃化温度 – 聚丙烯腈具有三种不同的聚集状态，即非晶相
的低序态、非晶相中序态及准晶相高序态。因此 对应两个玻璃化温度和一个熔点。玻璃化温度分 别为80～100℃、140～150℃。由于共聚组分的 加入Tg1和Tg2逐渐互相接近至完全相同，其玻 璃化温度约为 工业合成配方 四 工业合成的工艺 五 具体应用
一 概述
• 英文简写：PAN
• 聚丙烯腈纤维的研发趋势，可以归纳为二个方面； 其一，是新成纤工艺研究，如采用增塑剂法，合成 聚丙烯腈共聚物，以期降低聚丙烯腈大分子间的相 互作用从而降低聚合物的熔点，来采用熔融纺织工 艺或提高干喷湿纺工艺中纺丝浆液的浓度，达到提 高成纤后原丝力学性能的目的。其二，是研究聚丙 烯腈纤维的新品种，例如阻燃性聚丙烯腈纤维，高 收缩性聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈纤维纺丝过程中的 在线着色技术，抗静电聚丙烯腈纤维，高吸水率聚 丙烯腈纤维，细旦丝纤维，复合聚丙烯腈纤维，抗 菌防臭聚丙烯腈纤维，远红外聚丙烯腈纤维，高强 高模聚丙烯腈纤维等
聚丙烯腈简介
聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。
大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的。
主要用于制聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈纤维（俗称晴纶）的强度并不高，耐磨性和抗疲劳性也较差。
聚丙烯腈纤维的优点是耐候性和耐日晒性好，在室外放置18个月后还能保持原有强度的77%。
耐化学试剂，特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。
腈纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名，国外则称为“奥纶”、“开司米纶”。
通常是指用85%以上的丙烯腈与第二和第三单体的共聚物，经湿法纺丝或干法纺丝制得的合成纤维。
丙烯腈含量在35%～85%之间的共聚物纺丝制得的纤维称为改性聚丙烯腈纤维。
腈纶的主要生产工艺：聚合→ 纺丝→ 预热→ 蒸汽牵伸→ 水洗→ 烘干→ 热定形→ 卷曲→ 切断→ 打包。
聚丙烯腈纤维的性能极似羊毛,弹性较好,伸长20%时回弹率仍可保持65%，蓬松卷曲而柔软，保暖性比羊毛高15%，有合成羊毛之称。
强度22.1～48.5cN/dtex，比羊毛高1～2.5倍。
耐晒性能优良，露天曝晒一年，强度仅下降20％，可做成窗帘、幕布、篷布、炮衣等。
能耐酸、耐氧化剂和一般有机溶剂，但耐碱性较差。
纤维软化温度190～230℃。
早在100多年前人们就已制得聚丙烯腈,但因没有合适的溶剂，未能制成纤维。
1942年，德国人H.莱因与美国人G.H.莱瑟姆几乎同时发现了二甲基甲酰胺溶剂，并成功地得到了聚丙烯腈纤维。
1950年，美国杜邦公司首先进行工业生产。
以后,又发现了多种溶剂,形成了多种生产工艺。
1954年，联邦德国法本拜耳公司用丙烯酸甲酯与丙烯腈的共聚物制得纤维，改进了纤维性能，提高了实用性，促进了聚丙烯腈纤维的发展。
1984年，聚丙烯腈纤维的世界产量为2.4Mt。
生产方法：聚丙烯腈纤维对原料丙烯腈的纯度要求较高,各种杂质的总含量应低于0.005%.聚合的第二单体主要用丙烯酸甲酯，也可用甲基丙烯酸甲酯，目的是改善可纺性及纤维的手感、柔软性和弹性；第三单体主要是改进纤维的染色性，一般为含有弱酸性染色基团的衣康酸，含强酸性染色基团的丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、对甲基丙烯酰胺苯磺酸钠，含有碱性染色基团的-甲基乙烯吡啶等。
聚丙烯腈热降解产物
聚丙烯腈热降解产物（原创版）目录1.聚丙烯腈的概述2.聚丙烯腈热降解的原理3.聚丙烯腈热降解产物的种类与特性4.聚丙烯腈热降解产物的应用领域5.聚丙烯腈热降解产物的发展前景正文【聚丙烯腈的概述】聚丙烯腈（Polyacrylonitrile，简称 PAN）是一种有机高分子材料，具有优良的耐热性、耐腐蚀性和高强度等性能。
它是由丙烯腈单体通过自由基聚合而成的，广泛应用于化工、石油、纺织、医药等领域。
【聚丙烯腈热降解的原理】聚丙烯腈在高温下会发生热降解反应，其主要原理是由于高温使得分子链上的丙烯腈基团发生热运动，从而引发分子链的断裂。
这个过程会生成一系列具有不同结构和性质的热降解产物。
【聚丙烯腈热降解产物的种类与特性】聚丙烯腈热降解产物主要包括以下几种：1.丙烯腈：丙烯腈是聚丙烯腈热降解的主要产物之一，具有刺激性气味，可用于制备丙烯腈树脂等。
2.氨：氨是聚丙烯腈热降解的另一个重要产物，具有刺激性气味，可用于制备尿素、氨水等化工原料。
3.碳烟：碳烟是聚丙烯腈热降解产生的一种碳质物质，具有较高的比表面积和孔容，可用作吸附剂、催化剂载体等。
4.气体：聚丙烯腈热降解还会产生一些气体，如一氧化碳、二氧化碳等，这些气体可回收利用或进行进一步处理。
【聚丙烯腈热降解产物的应用领域】聚丙烯腈热降解产物在多个领域具有广泛的应用，如：1.化工行业：丙烯腈、氨等产品可作为化工原料，用于制备丙烯腈树脂、尿素等。
2.环保行业：碳烟具有较高的比表面积和孔容，可用作吸附剂、催化剂载体等，用于大气污染治理等领域。
3.能源行业：聚丙烯腈热降解产生的气体可回收利用，作为燃料或用于发电等。
【聚丙烯腈热降解产物的发展前景】随着我国经济的快速发展，对聚丙烯腈热降解产物的需求也在不断增长。
未来，聚丙烯腈热降解产物在环保、能源等领域的应用将得到进一步拓展，市场前景广阔。
合成聚丙烯腈的化学方程式-详细解释说明
合成聚丙烯腈的化学方程式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述聚丙烯腈（Polyacrylonitrile，简称PAN）是一种重要的合成树脂，具有良好的热稳定性、耐磨性和化学稳定性。
它被广泛用于纺织品、纤维、合成革等领域，同时也是制备活性炭、聚丙烯腈纤维素等材料的重要原料。
合成聚丙烯腈的化学方程式及其反应机理对于深入理解PAN的结构与性能具有重要意义。
本文将对聚丙烯腈的化学结构、合成方法和反应机理进行探讨，旨在为聚丙烯腈的合成与应用提供理论基础和技术支持。
1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将对聚丙烯腈的概述进行介绍，并说明本文的结构。
正文部分将包括聚丙烯腈的化学结构、合成方法以及反应机理的详细讨论。
结论部分将对文中讨论的内容进行总结，并展望聚丙烯腈在未来的应用前景，以及可能的进一步研究方向。
通过以上安排，将全面系统地介绍合成聚丙烯腈的化学方程式及相关内容，使读者能对该主题有一个清晰的理解。
1.3 目的本文旨在探讨合成聚丙烯腈的化学方程式，通过对聚丙烯腈的化学结构、合成方法以及反应机理的深入分析，希望能够全面了解其合成过程和反应机制。
同时，通过对合成聚丙烯腈的化学方程式的描述，让读者对聚丙烯腈的合成有一个清晰的理解，并进一步探讨其在工业生产和应用中的潜在价值和发展前景。
通过本文的阐述，希望能够为聚合物化学领域的研究和实践提供一定的参考和指导。
2.正文2.1 聚丙烯腈的化学结构聚丙烯腈是一种聚合物，其化学结构由丙烯腈单体分子经过聚合反应形成。
丙烯腈分子的化学结构式为CH2=CH-CN，其中含有一个碳-氮双键。
在聚合过程中，丙烯腈分子中的碳-氮双键通过共轭加成反应，依次连接起来，形成长链状的聚合物结构。
这些聚合物链是由重复单元(CH2-CH-CN)组成的。
聚丙烯腈的主要特点是含有大量的氰基（-CN），因此具有较高的极性和分子内氢键作用能力。
这些化学结构特性使得聚丙烯腈具有良好的溶解性和可成型性，适用于多种工业用途。
“腈纶”----探秘聚丙烯腈
导语聚丙烯腈，化学式为(C3H3N)n，是一种高分子化合物，由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。
大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的聚丙烯腈纤维的优点是耐候性和耐日晒性好，在室外放置18个月后还能保持原有强度的77%。
它还耐化学试剂，特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。
聚丙烯腈1结构(a)螺旋构象；(b)平面Z型构象PAN是一种较难结晶的聚合物，不同于其他极性烯烃类聚合物，即使是无规PAN也可以形成二维有序的准晶结构或三维有序的结晶结构。
对于二维有序准晶结构的PAN，普遍认为有两种结晶结构，一种属于六方晶系，一种属于正交晶系。
2聚丙烯腈如何制备？1.溶液聚合溶液聚合方法是将丙烯腈、溶剂和引发剂混合，形成均匀的溶液，经过加热到一定的温度后，引发剂开始催化聚合反应，聚合生成聚丙烯腈。
溶液聚合法的最大优点在于可以控制聚合过程中物料的组成以及反应温度，从而得到具有不同性能的聚丙烯腈。
溶液聚合反应结束后，通过蒸发或萃取使剩余的溶剂被去除。
2.悬浮聚合悬浮聚合方法是将丙烯腈和引发剂混合到水和表面活性剂组成的体系中，形成微小的液滴，并在液滴表面进行聚合反应，最终生成聚丙烯腈微粒。
悬浮聚合法的优点在于反应速度快、聚合产物颗粒均匀、操作简单等，但难以对反应过程进行精确的控制。
3聚丙烯腈的结构导致其有哪些特殊的性质？由于聚合物主链上的碳-碳键为单键，链具有柔性，可以进行一定程度的移动，有利于材料加工成纤维或膜的能力。
同样重要的是腈(-CN) 基团的存在，它是极性的，这意味着它会吸引水分子，使PAN 具有一定的亲水性或吸水性。
此外，腈基可以参与氢键结合，从而赋予材料额外的性能。
4聚丙烯腈的应用有哪些？1. 纺织品：聚丙烯腈纤维具有优异的强度和耐磨性，被广泛用于制作衣物、地毯、窗帘等纺织品。
聚丙烯腈主要用于制造合成纤维(如腈纶)。
纤维的特点是蓬松性和保暖性好，手感柔软，并具有良好的耐气候性和防霉、防蛀性能。
聚丙烯腈
主要物化性质：丙烯腈的均聚物或共聚物。
通常其等规和间规比例大致相等，具有高的硬度和刚性，耐化学品、溶剂、光、热和微生物，不易燃烧和焦化，低的气体渗透性。
同极性物质相容性好。
熔点317℃。
溶于二甲基甲酰胺(DMF)硫酸二甲酯。
加热会变色。
由悬浮聚合法制得的是白色固体粉末，溶于二甲基甲酰胺等有机溶剂或硫氰酸盐等溶液中；由溶液聚合法制得的是聚丙烯腈溶液。
主要用于制合成纤维。
聚丙烯腈纤维色泽鲜艳、手感柔软、质地轻柔，保暖性强、防霉防蛀、耐老化，许多性能近似于羊毛，素有合成羊毛之称，是服装、地毯、工业用织物的重要原料。
也作阻隔性材料和碳纤维原料。
研发历史聚丙烯晴纤维的研究始于30年代。
1931年德国法本公司的Rain首次制造了聚丙烯腈（PAN），但由于此种聚合物不溶于大多数有机、无机溶剂，且熔融温度高于分解温度，所以无法采用当时已知的溶液纺丝及熔融法纺丝，PAN未能制成纤维。
40年代，PAN纤维首先由杜邦公司实现了工业化。
生产规模聚丙烯腈纤维是指由聚丙烯腈纺制的纤维或丙烯腈含量占85％以上的共聚物纺制而成的纤维。
2000年世界聚丙烯腈纤维产量2.6685Mt，我国聚丙烯腈纤维产量473.7kt。
生产技术聚丙烯腈纤维有多种不同的生产方法，形成了各具特点的工艺路线。
这些工艺路线的共同点是：采用溶液(湿法和干法)纺丝方法，有相应的溶剂回收处理等。
这些工艺路线的不同点是：不同的共聚物组成；不同的聚合(非均相沉淀聚合或均相聚合)方法；不同的纺丝溶剂(可采用二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲基亚砜，碳酸乙烯酯，硫氰酸钠，硝酸，氯化锌等)：不同的纺丝方法(湿法或干法纺丝，湿法中采用不同凝固浴)；不同的牵伸、后处理工艺；不同的溶剂回收工艺。
各种工艺中，最主要的因素是溶剂，不同的溶剂决定了纺丝液的制备条件、纺丝条件、溶剂回收方法和废水处理方法等一系列工艺特点，也影响到防火、防毒及设备选材等许多方面。
产品应用聚丙烯腈纤维（俗称晴纶）的强度并不高，耐磨性和抗疲劳性也较差。
聚丙烯腈纤维(晴仑)
聚丙烯腈纤维（晴仑）腈纶腈纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名，国外则称为“奥纶”、“开司米纶”。
通常是指用85%以上的丙烯腈与第二和第三单体的共聚物，经湿法纺丝或干法纺丝制得的合成纤维。
丙烯腈含量在35%～85%之间的共聚物纺丝制得的纤维称为改性聚丙烯腈纤维。
腈纶针织纱腈纶筒纱编辑本段聚丙烯腈纤维简介即平时所说的“腈纶(jīnglún)”，也叫“人造羊毛”读音:jù bǐng xī jīng xiān wéi英文名:polyacrylonitrile fiber腈纶的主要生产工艺：聚合→ 纺丝→ 预热→ 蒸汽牵伸→ 水洗→ 烘干→热定形→ 卷曲→ 切断→ 打包。
聚丙烯腈纤维的性能极似羊毛,弹性较好,伸长20%时回弹率仍可保持65%，蓬松卷曲而柔软，保暖性比羊毛高15%，有合成羊毛之称。
强度 22.1～48.5cN/dtex，比羊毛高1～2.5倍。
耐晒性能优良，露天曝晒一年，强度仅下降20％，可做成窗帘、幕布、篷布、炮衣等。
能耐酸、耐氧化剂和一般有机溶剂，但耐碱性较差。
纤维软化温度190～230℃。
腈纶纤维有人造羊毛之称。
具有柔软、膨松、易染、色泽鲜艳、耐光、抗菌、不怕虫蛀等优点，根据不同的用途的要求可纯纺或与天然纤维混纺，其纺织品被广泛地用于服装、装饰、产业等领域。
聚丙烯腈纤维可与羊毛混纺成毛线，或织成毛毯、地毯等，还可与棉、人造纤维、其他合成纤维混纺，织成各种衣料和室内用品。
聚丙烯腈纤维加工的膨体毛条可以纯纺，或与粘胶纤维、羊毛混纺，得到各种规格的中粗绒线和细绒线“开司米”聚丙烯睛纤维主要生产工艺。
编辑本段腈纶与其他六大纤维的区别一、粘胶(吸湿易染)：是人造纤维素纤维，由溶液法纺丝制得，由于纤维芯层与外层的凝固速率不一致，形成皮芯结构（从横截面切片可明显看出）。
粘胶是普通化纤中吸湿最强的，染色性很好，穿着舒适感好，粘胶弹性差，湿态下的强度，耐磨性很差，所以粘胶不耐水洗，尺寸稳定性差。
聚丙烯腈碳纤维
未来，聚丙烯腈碳纤维在新能源、智能制造等领域的应用将得到进一 步拓展，为新兴产业的发展提供有力支持。
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聚丙烯腈碳纤维对酸、碱等化学物质具有较 强的耐腐蚀性。
抗氧化性
在高温和有氧环境中，聚丙烯腈碳纤维不易 被氧化。
良好的耐溶剂性
对各种有机溶剂，聚丙烯腈碳纤维表现出较 好的稳定性。
耐辐照稳定性
在强辐照环境下，聚丙烯腈碳纤维的性能不 易发生变化，具有较好的稳定性。
04 聚丙烯腈碳纤维的应用实 例
航空航天领域
05 聚丙烯腈碳纤维的未来发 展与挑战
新材料开发与性能提升
研发高强度、高模量、轻量化的聚丙烯腈碳纤维
通过材料改性、纳米复合等技术手段，提高聚丙烯腈碳纤维的力学性能和热稳定性，以满 足高端领域对高性能纤维的需求。
探索新型聚丙烯腈碳纤维的制备方法
研究新的合成路径和反应条件，降低生产成本，提高产量和纯度，实现大规模生产。
表面打磨
对碳纤维表面进行打磨处理，去 除表面的毛刺和不平整部分，提
高碳纤维与基体的结合强度。
03 聚丙烯腈碳纤维的性能特 点
力学性能
高强度
聚丙烯腈碳纤维具有极高的拉 伸强度，远超过其他纤维材料
。
高弹性模量
其弹性模量高，能够承受较大 的压力而不发生形变。
耐磨性
聚丙烯腈碳纤维具有较好的耐 磨性，能在复杂环境中保持其 性能。
在汽车领域，聚丙烯腈 碳纤维因其高强度和轻 质特性，被用于制造汽 车零部件，如车架、悬 挂系统等，提高了汽车 的燃油经济性和动力性 能。
在体育器材领域，聚丙 烯腈碳纤维因其轻质和 高强度特性，被广泛应 用于制造高尔夫球杆、 钓鱼竿、自行车车架等 运动器材，提高了运动 性能和安全性。
PAN 聚丙烯腈纤维
聚丙烯腈纤维-结构与性能
（3）物理性能 聚丙烯腈为白色粉末状物质，密度为 聚丙烯腈为白色粉末状物质，
1.14~1.15g/cm2 在220~230℃软化的同时发生分解， 软化的同时发生分解， 聚丙烯腈中－CN的存在，使它具有优良 聚丙烯腈中－ 的存在，
的耐光性。 的耐光性。 成纤聚丙烯腈的分子量通常在10000以上， 以上， 而且要求分子量分散性较小。
世界腈纶的生产已走出了低谷并步入一 个稳定发展阶段 产量将会继续缓慢增长。预计到2005年 产量将会继续缓慢增长。 产量将达3000kt，2010年为3260kt，2015 年为3600kt，至2050年，世界腈纶产量将 达6000kt。
聚丙烯腈纤维-概述
（2）发展重心向发展中国家和地区转移 • 世界腈纶生产中心由发达国家向发展中 国家和地区转移 • 预计中国、印度、土耳其、伊朗等国家 预计中国、印度、土耳其、 近期将有一定发展 • 西欧和美国仍将呈现负增长 • 日本、韩国、中国台湾将维持现有产能 日本、韩国、 水平。 水平。
（3）差别化品种比例增加，应用领域拓展 差别化品种比例增加，
新品种增加，其中高收缩、细旦、有色腈纶和 新品种增加，其中高收缩、细旦、 用于建筑业的高强度腈纶等已被市场普遍接受。 用于建筑业的高强度腈纶等已被市场普遍接受。 阻燃与异形截面纤维在人造毛皮、毛毯中应用 阻燃与异形截面纤维在人造毛皮、 前景诱人。 前景诱人。 凝胶着色腈纶增大，凝胶着色生产有色纤维的 凝胶着色腈纶增大， 技术可以减少对环境的污染，尤其是对水资源 技术可以减少对环境的污染， 贫泛地区的纺织染整工业有实际意义，世界总 贫泛地区的纺织染整工业有实际意义， 有色纤维比例约占10％。
不同纺丝方法纺制的腈纶的力学性能
指标 干态强度（cN/dtex） 干态强度（ 干态延伸度（％） 干态延伸度（％） 湿/干态强度比（％） 干态强度比（％） 湿/干态延伸度比（％） 干态延伸度比（％） 模量(MPa) 伸长3％时弹性（％） 时弹性（％） 钩强（cN/dtex） 钩强（ 钩伸（％） 钩伸（％） 卷曲数(个/25mm) 卷曲度（％） 卷曲度（％） 卷曲弹性（％） 卷曲弹性（％） 干纺短纤
聚丙烯腈在各个领域中的应用
聚丙烯腈在各个领域中的应用聚丙烯腈（Polyacrylonitrile，简称PAN）作为一种重要的合成纤维材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
在本文中，我将探讨聚丙烯腈在各个领域中的应用，并分享一些关于该材料的观点和理解。
1. 轻工业领域中的应用聚丙烯腈纤维可以用于制造各种不同类型的轻工业产品。
由于其良好的柔韧性和抗蠕变性能，聚丙烯腈纤维常用于制造汽车座椅面料、手套、运动鞋、背包等。
这种纤维还具有较高的色牢度和耐磨损性，使其在轻工业领域中的应用更加广泛。
2. 电子领域中的应用聚丙烯腈纤维在电子领域中也有重要的应用。
由于其良好的导电性能和耐高温性能，聚丙烯腈纤维可以用于制造导电纤维、电子设备外壳等。
它还具有较好的电绝缘性能，可用于制造电缆绝缘层和隔热材料。
3. 环境保护领域中的应用聚丙烯腈纤维还广泛应用于环境保护领域。
将聚丙烯腈纤维纺织物制成过滤器，可用于水处理、空气净化等领域。
聚丙烯腈纤维还具有吸油性能，可用于应对油污染问题。
4. 医疗领域中的应用聚丙烯腈纤维在医疗领域中也有一些重要的应用。
由于其良好的生物相容性和抗菌性能，聚丙烯腈纤维可以用于制作医用纱线、手术衣等。
聚丙烯腈纤维还具有较高的拉伸性能，可用于制造输液管道等医疗器械。
5. 建筑领域中的应用聚丙烯腈纤维在建筑领域中的应用也非常广泛。
将聚丙烯腈纤维与水泥混合，可以制成增强材料，用于加固混凝土结构。
聚丙烯腈纤维还可以用于制作防水材料、隔热材料等。
总结回顾：聚丙烯腈作为一种重要的合成纤维材料，在各个领域中具有广泛的应用。
它在轻工业领域中可以用于制造各种产品，如汽车座椅面料和背包；在电子领域中可以制造导电纤维和电子设备外壳；在环境保护领域中可以制造过滤器应对水处理和空气净化；在医疗领域中可以制作医用纱线和手术衣；在建筑领域中可以用于加固混凝土结构和制作防水材料。
这些应用表明聚丙烯腈纤维具有出色的性能和多样化的用途，为各行各业的发展提供了广阔的空间。
聚丙烯腈纤维介绍
三、聚丙烯腈的结构和性质
4 聚丙烯腈的热性质：较高的热稳定性，在加热条件 下，既不软化亦不熔融，250～300℃，就发生热裂 解，主要是分解出氰化氢及氨。此时在获得的液体 馏分中含有各种腈类、胺及不饱和化合物。
曾试验过在100℃下长时间加热聚丙烯腈溶液，发 现会产生分子链的成环作用。
聚丙烯腈在空气或氧存在下长时间受热时，会使 聚合物颜色变暗，先是转为黄色，最后变褐。与此 同时，聚合物就失去其溶解性能。
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三、聚丙烯腈的结构和性质
事实上， PAN纤维 中的大分子并不完全如 图所示那样是有规则的 螺旋状分子，而是具有 不规则曲折和扭转的分 子，是由于氰基的存在。 氰基中的碳原子带正电 荷，氮原子带负电荷， 所以把氰基称为偶极子。
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三、聚丙烯腈的结构和性质
在同一大分子上氰基间 因极性方向相同而互相排 斥，而相邻大分子间的氰 基则因极性方向相反而互 相吸引(偶极子力)，由于这 种很大的斥力和引力的相 互作用，使大分子活动受 到极大的阻碍，而在它局 部发生歪扭和曲折。
由于共聚组分的加入两个Tg逐渐相互靠近，以至完全
相同，三元共聚的PAN的Tg约为75～100℃。由于水的
增塑作用，次级溶胀PAN的Tg进一步下降到65～80℃；
而初级溶胀PABiblioteka 的Tg则在40～60℃范围内。.
三、聚丙烯腈的结构和性质
3 聚丙烯腈的化学性质：由于含有氰基，在碱或酸对 聚丙烯腈作用时，氰基会转变成酰胺基。温度越高， 反应越剧烈。生成的酰胺又能进一步被水解（反应式 见P126）。 在碱性水解时释出的NH3又能与末水解的聚丙烯腈中 的氰基发生反应，使聚丙烯腈变黄。 聚丙烯腈可溶解于浓硫酸中。聚丙烯腈中在很宽的温 度范围内，对各种醇类、有机酸（甲酸除外），碳氢 化合物、油、酮、酯及其他物质的作用都较稳定。
聚丙烯腈定量测定方法
聚丙烯腈定量测定方法
聚丙烯腈（简称PAN）是一种重要的合成树脂，广泛应用于纺织品、合成纤维、塑料、涂料等领域。
定量测定PAN的方法主要包括以下几种：
1. 红外光谱法，红外光谱法是一种常用的定量测定PAN含量的方法。
通过测定PAN在红外光谱中的特征吸收峰的强度，可以计算出PAN的含量。
2. 热重分析法，热重分析法是通过在控制温度下对样品进行加热，测定样品失重的方法来定量测定PAN的含量。
PAN在一定温度范围内会发生失重，通过测定失重率可以计算出PAN的含量。
3. 溶剂萃取法，溶剂萃取法是将样品与适当的溶剂进行萃取，将PAN从样品中提取出来，然后通过溶剂的蒸发或其他方法将PAN 分离出来，最后通过重量差计算PAN的含量。
4. 核磁共振法，核磁共振法是一种精密的定量分析方法，通过测定PAN分子中特定核的共振信号强度来确定PAN的含量。
除了上述方法外，还有一些其他方法如气相色谱法、液相色谱法等也可以用于定量测定PAN的含量。
在选择定量测定PAN的方法时，需要根据实际情况综合考虑样品性质、设备条件、准确度和灵敏度等因素，选择最合适的方法进行分析。
同时，为了保证测定结果的准确性，还需要严格控制实验条件，进行合适的样品前处理和数据处理。
聚丙烯腈纤维概述
聚丙烯腈纤维概述聚丙烯腈纤维（Polyacrylonitrile Fiber，Acrylic Fiber，Polyacrylic Fiber），商品名为腈纶或奥纶。
通常由85%以上的丙烯腈和其他单体的共聚物组成，常用的第二单体为非离子型单体，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等，第三单体为离子型单体如丙烯磺酸钠和2-亚甲基-1，4-丁二酸等。
共聚物中丙烯腈的含量在35%～85%，称为改性腈纶。
由于在外观、手感、弹性、保暖性等方面类似羊毛，所以有“合成羊毛”之称。
1931年，德国化学家Rein探索溶解丙烯腈的合适溶剂。
1934年，他发现了在某些无机盐（氯化锌、硫氰化钠、硫氰化钙）的浓溶液和氰胺盐中溶解聚丙烯腈的可能性。
然而从经济学观点来看这些溶剂并不能被人们所接受。
1941年，Rein与美国人Houtz各自独立地几乎同时发明了除α-吡咯烷酮和环丁砜以外最经济适用的溶剂：二甲基甲酰胺（DMF）。
1939年，德国法本公司首次进行了聚丙烯腈长丝纱的生产实验，并将这种纤维命名为“PAN”纤维。
在美国，Latham 描述了一种从聚丙烯腈纺丝溶液中制备纤维的工艺，按此工艺在杜邦公司进行了聚丙烯腈长丝纱的生产实验，纤维命名为ANP或纤维A。
第二次世界大战的爆发耽搁了聚丙烯腈纤维的研究。
1950年，DuPont公司在美国市场推出了名为Orlon 的聚丙烯腈纤维，该纤维是按干法纺丝工艺生产的。
1952年，首批工业生产的聚丙烯腈纤维进入德国市场，商品名为PAN和Redon。
另外，改性聚丙烯腈纤维的生产于1949年在美国Union Carbide公司开始。
在德国，聚丙烯腈的主要产地是多尔马根，在那里Bayer工厂生产出了Dralon，在此以前，德国法兰克福的Cassella-Werke Mainkur在1955年成功地通过了聚丙烯腈纤维的生产验收，而且从1956年开始，Wolcrylon（后改为Wolpryla）在沃尔芬投产，从1960年起，在Premnitz进行生产。
聚丙烯腈(pan)化学结构式
聚丙烯腈(pan)化学结构式简介聚丙烯腈（P ol ya cry l on it ri le，简称P A N）是一种重要的合成聚合物，广泛应用于纺织、化工、材料等领域。
它是由丙烯腈单体聚合而成的线性聚合物，具有优异的物理、化学性质和加工性能。
本文将介绍聚丙烯腈的化学结构式及其相关特性。
化学结构式聚丙烯腈的化学结构式如下所示：```[-CH2-CH(C N)-]n```上述结构式中，`-CH2-`代表乙烯基（et h yl en e），`-C H(C N)-`代表丙烯腈（a cr yl oni t ri le）。
`n`表示聚合度，表示该结构单元重复的次数。
特性介绍1.良好的耐热性：聚丙烯腈具有较高的熔点和玻璃化转变温度，能够在高温下保持较好的稳定性。
2.优异的耐化学性：聚丙烯腈对酸、碱、有机溶剂等化学物质具有较好的耐受性，能够在恶劣环境下长期使用。
3.高强度和刚性：聚丙烯腈的分子链较长且紧密排列，使其具有较高的强度和刚性，能够承担较大的拉力和压力。
4.净水性能：聚丙烯腈纤维具有良好的过滤性能，可用于水处理、过滤和净化领域。
5.生物相容性：聚丙烯腈具有较好的生物相容性，可用于医疗领域的人工器官、缝合线等材料。
6.易染性：聚丙烯腈可以通过染色工艺获得不同颜色的纤维，具备良好的色彩稳定性。
应用领域1.纺织行业：聚丙烯腈纤维常用于制造服装、地毯、家纺用品等。
2.化工领域：聚丙烯腈是生产合成纤维原料的重要原料之一。
3.材料科学：聚丙烯腈纤维被广泛应用于制备碳纤维等复合材料，用于航空、航天、汽车等领域。
4.环保领域：聚丙烯腈纤维用于水处理、空气过滤等环保设备和材料。
结论聚丙烯腈是一种重要的合成聚合物，具有优异的物理、化学性质和加工性能。
其化学结构式为`[-C H2-C H(CN)-]n`，拥有良好的耐热性、耐化学性、高强度和刚性等特点。
在纺织、化工、材料等领域有广泛的应用，例如纺织业、化工领域、材料科学以及环保领域等。
聚丙烯腈合成方程式
聚丙烯腈合成方程式
聚丙烯腈（Polyacrylonitrile，PAN）是一种重要的合成高分子材料，它具有优异的机械性能、耐热性和耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗等领域。
聚丙烯腈的合成方程式为：
C3H3N + 3CH2=CH-CH2 → (CH2=CH-CH2-C3H3N)n
上述方程式表明，聚丙烯腈的合成是由丙烯腈（C3H3N）和丙烯（CH2=CH-CH2）两种原料反应而成的。
在反应过程中，丙烯腈与丙烯发生加成反应，形成聚丙烯腈高分子。
聚丙烯腈的合成反应可以在常温下进行，但是反应速率较慢，因此，一般采用加热反应的方式来加速反应进程。
在反应过程中，需要添加一定量的催化剂，以促进反应的进行。
聚丙烯腈的合成反应可以在水溶液中进行，也可以在有机溶剂中进行。
在水溶液中，反应温度一般在80-90℃，反应时间一般在2-3小时；在有机溶剂中，反应温度一般在100-120℃，反应时间一般在1-2小时。
聚丙烯腈的合成反应是一个复杂的过程，需要控制反应温度、反应时间和添加催化剂等因素，以保证反应的顺利进行。
此外，在反应过程中，还需要定期检查反应液的浓度，以确保反应的质量。
总之，聚丙烯腈的合成方程式为：C3H3N + 3CH2=CH-CH2 → (CH2=CH-CH2-C3H3N)n，反应过程需要控制反应温度、反应时间和添加催化剂等因素，以保证反应的顺利进行。
聚丙烯腈分子量
聚丙烯腈分子量【实用版】目录1.聚丙烯腈的概述2.聚丙烯腈分子量的定义和测量方法3.聚丙烯腈分子量对材料性能的影响4.聚丙烯腈分子量的控制和应用正文聚丙烯腈是一种合成纤维，具有高强度、高模量、低密度等优良性能，广泛应用于纺织、化工、建筑等领域。
了解聚丙烯腈分子量对于掌握其性能和应用至关重要。
一、聚丙烯腈的概述聚丙烯腈（Polyacrylonitrile，简称 PAN）是一种线性聚合物，分子主链由丙烯腈单体组成。
丙烯腈单体含有一个氰基（-CN），通过聚合反应形成聚丙烯腈分子链。
聚丙烯腈具有良好的耐热性、耐腐蚀性和阻燃性等性能，是一种重要的合成纤维原料。
二、聚丙烯腈分子量的定义和测量方法聚丙烯腈分子量是指聚合物分子中丙烯腈单体数量的总和。
分子量的大小直接影响聚丙烯腈的性能，如强度、模量、溶解性等。
测量聚丙烯腈分子量的方法主要有以下几种：1.端基法：通过测量聚丙烯腈分子链端基团的数量来确定分子量。
2.渗透法：通过测定聚丙烯腈溶液对某种溶质的渗透压来推算分子量。
3.粘度法：根据聚丙烯腈溶液的粘度来计算分子量。
4.质谱法：通过质谱仪对聚丙烯腈分子进行测量，可得到准确的分子量。
三、聚丙烯腈分子量对材料性能的影响聚丙烯腈分子量的大小对材料性能有重要影响。
分子量越大，聚丙烯腈的强度、模量和耐热性等性能越好，但溶解性和加工性会相应降低。
反之，分子量越小，聚丙烯腈的溶解性和加工性提高，但强度、模量等性能会降低。
因此，在实际应用中需要根据具体需求选择适当分子量的聚丙烯腈。
四、聚丙烯腈分子量的控制和应用在聚丙烯腈生产过程中，需要对分子量进行精确控制。
一般采用调节聚合反应条件，如反应物浓度、反应温度和反应时间等，以获得所需分子量的聚丙烯腈。
聚丙烯腈分子量的控制对其在纺织、化工、建筑等领域的应用具有重要意义。
例如，在生产合成纤维时，需要根据纤维的性能要求选择适当分子量的聚丙烯腈。
在建筑领域，聚丙烯腈可用于制作防水材料，分子量的大小会影响材料的防水性能。
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溶液聚合
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投料配方 以丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲叉丁二酸为单体，以硫氰酸钠的 水溶液为溶剂，单体按丙烯腈∶丙烯酸甲酯∶甲叉丁二酸＝91.7∶7∶1.3配 比投料，配方如下：
单体（三元） 17% 浅色剂（二氧化硫脲） 0.75% 偶氮二异丁腈 0.75% 溶剂（NaSCN水溶液 80-80.5% 浓度51%～52% ） 调节剂（异丙醇）1%～3%
高收缩腈纶与普通腈纶混纺制成的人造毛 皮更加逼真。纯纺可作滚球毛毯和室内装 饰织物，具有手感柔软，织物厚实、丰满 ，保暖性好等特点，还可产生奇异的光泽 效果。 六、其他改性聚丙烯腈纤维 ①着色腈纶 ②酸性染料可染腈纶 ③抗菌防臭腈纶 ④离子交换腈纶
聚丙烯腈纤维
聚丙烯腈纤维
• 聚丙烯腈纤维大多是以丙烯腈为主的三元 共聚物制得，其中丙烯腈占88％～95％，第 二单体用量为4％～10％，第三单体用量为 0.3％～2％。
聚丙烯腈纤维
• 聚丙烯腈纤维原 丝
PAN-碳纤维
沥青基碳纤维 pitch-based carbon fiber
高收缩聚丙烯腈纤维 制造高收缩腈纶通常采用如下工艺路线： ①在高于腈纶玻璃化温度的温度下多次热拉伸，使 纤维中的大分子链舒展，并沿纤维轴方向取向。 这时大分子链内和链间的张力较大。然后骤冷， 使大分子链的形态和张力被暂时固定下来。 ②增加第二单体丙烯酸甲酯的含量能大幅度提高腈 纶的收缩率。 ③采用热塑性的第二单体与丙烯腈共聚也可明显地 提高纤维的收缩性。
丙烯腈概述
• 丙烯腈是一种重要的有机合成单体； • 1893年已经在实验室合成； • 1930年被工业上用于合成耐油丁腈橡胶； • 在丙烯产品系列中居第二，仅次于聚丙烯，是三大合 成材料(纤维、橡胶、塑料)的重要化工原料；
丙烯腈的物理性质
丙烯腈，英文名Acrylonifrile（简称CAN）；化学分子式： CH2=CH-CN；分子量：53.1； 丙烯腈在常温下是无色或淡黄色液体，剧毒，有特殊气味； 可溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇等有溶剂；与水互溶；
2 化学性质
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聚丙烯腈的化学稳定性较聚氯乙烯低得多，在 碱或酸的作用下，能发生一系列化学反应。其氰 基可转变成酰胺基，进一步可以水解成NH3。 加热到170～180℃时不应有颜色变化，在250 ～300℃就发生热分解，主要分解出氰化氢及氨 。
• 聚丙烯腈的热性质
–
二 单体
• 聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应 而得到。大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾 方式相连的。 • 单体分子结构式：丙烯腈
三 工业合成配方
丙烯腈：分子中含有碳-碳双键和腈基， 化学性质很活泼。用量90-94% 第二单体：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、 醋酸乙烯酯等，用量5%～10%。 第三单体：带有酸性基团的乙烯基 单体如乙烯基苯磺酸、甲基丙烯酸 、衣康酸钠盐等；或是带有碱性基 团的乙烯基单体如2-乙烯基吡啶、 2-甲基-5－乙烯基吡啶等。 用量很少，一般低于5% 。
主要原料
PAN的合成
一步法：用油溶性引发剂，反应热容易控制， 产品均一，可以连续聚合、连续纺丝；要有 溶剂回收工序。
二步法：用水为介质，采用水溶性引发剂，聚合产 物不溶解于水相而沉淀出来，其优点在于，反应温 度低，产品色泽洁白；可以得到相对分子质量分布 窄的产品；聚合速度快，转化率高，无溶剂回收工 序等；但在纺丝前，要进行聚合物的溶解工序。
丙稀腈由于分子结构带有C＝C双键及C－N键，所以化学性质非常活 泼，可以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。
聚合反应和加成反应都发生在丙稀腈的C＝C双键上，纯丙稀腈在光 的作用下能自行聚合，与强碱（NaOH）混和时，聚合十分剧 烈，大量放热，易爆炸； 除发生自聚外，丙稀腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙稀酰 胺等发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘 剂等。 丙稀腈经电解加氢偶联反应可以制得己二腈。 氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等，丙稀腈和水在铜 催化剂存在下，可以水合制取丙稀酰胺。
连续水相沉淀聚合生产—工艺流程
1
2
3
回收 单体 NaOH 水溶液
低压 蒸汽 洗涤水
聚合体 淤浆 聚合体
五 具体应用
• 聚丙烯腈纤维（俗称晴纶）的强度并不高，耐磨性和抗疲劳性也较差。 聚丙烯腈纤维的优点是耐候性 • 聚丙烯腈纤维 • 和耐日晒性好，在室外放置18个月后还能保持原有强度的77%。它还耐 化学试剂,特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。聚丙烯腈 对碱不稳定，遇碱易着色，在80℃以上的浓碱中能水解为聚丙烯酸钠。 在回弹性和卷曲性方面，与羊毛存在很大的差距。随着合成纤维生产技 术的不断发展，复合聚丙烯腈纤维以及各种改性聚丙烯腈相继出现，如 高收缩、抗起球、亲水、抗静电、阻燃、细纤度、异型截面等品种都已 有商品生产。 • 聚丙烯腈纤维广泛用来代替羊毛，或与羊毛混纺制成毛织物等，可代替 部分羊毛制作毛毯和地毯等织物，还可作为室外织物，如滑雪外衣、船 帆、军用帆布、帐篷等。 • 聚丙烯腈中空纤维膜具有透析、超滤、反渗透和微过滤等功能，可用于 医用器具、人工器官、超纯水制造、污水处理和回用等。
异丙 醇
电动机 视镜 出料 聚合釜
夹套
热水 进料温度控制器
热水
不 锈 钢 釜
热水 排污 排污 搅拌器
热水
冷水
冷水
去单体喷 淋冷凝器
夹套用蒸汽 盘管加热
伞
视镜 从聚合釜来
去浆液混合 贮槽
2 连续水相沉淀聚合——工艺特 点
水溶性氧化-还原引发体系； 聚合在30～50℃之间甚至更低温度下进行； 产物色泽较白； 反应热容易移出，便于控制聚合温度； 产物相对分子质量分布较窄； 聚合速度快，粒子大小均一，聚合转化率比较高； 聚合物含水率低，浆液好处理； 对纺丝溶剂-硫氰酸钠浓水溶液纯度的要求低于一步法
四 工业合成的工艺
溶液聚合
聚合条件 聚合温度76～80℃，时间1.2～1.5h 高转化率控制在70%～75%， 低转化率控制在50%～55% 搅拌速度55～80r/min 高转化率时溶液中聚合物浓度11.9%～12.7% 低转化率时溶液中聚合物浓度为10%～11%。
浅色剂二氧化硫脲 二氧化硫脲→防止氧化剂对聚合反应的影响→反应稳定，纤维白度好 溶剂NaSCN浓度 浓度为51.8%的硫氰酸钠溶液中的水分子，可全部与NaSCN分子溶剂化，使 丙烯腈 与聚丙烯腈中的氰基与硫氰酸钠构成的溶剂化层最稳定，溶液黏度 最低。 工业：浓度50%～52%硫氰酸钠作溶剂，制得原液中硫氰酸钠含量为43.5%～ 44.5％ 聚合反应时间 聚合时间↑→引发剂分解↑→活化中心↑→单体转化率↑ →单体浓度↓ →体系黏度↑→生成的大分子链变短→平均聚合度↓ 工业：硫氰酸钠一步法中，聚合时间1.6~2.5h 硝酸和二甲基亚砜为溶剂时，聚合时间为12~14h
1.物理性质
– 聚丙烯腈为白色粉末状物质，其密度为1.14～ 1.15g/cm3，加热至220～230℃时软化，并同时 发生分解。 – 2. 玻璃化温度 – 聚丙烯腈具有三种不同的聚集状态，即非晶相 的低序态、非晶相中序态及准晶相高序态。因此 对应两个玻璃化温度和一个熔点。玻璃化温度分 别为80～100℃、140～150℃。由于共聚组分的 加入Tg1和Tg2逐渐互相接近至完全相同，其玻 璃化温度约为75～100℃。
• 共聚单体含量尽量降低的普通腈纶，经预氧化和碳化，可获得含碳量93% 左右的耐1000℃高温碳纤维。 • 聚丙烯腈主要用于制造合成纤维(如腈纶)。用85%以上的丙烯腈和其他第二 、第三单体共聚的高分子聚合物仿制的合成纤维。聚丙烯腈纤维的中国商 品名。俗称人造羊毛。美国杜邦公司于20世纪40年代研制成功纯聚丙烯腈 纤维（商品名为奥纶），因染色困难、易原纤化，一直未投入工业化生产 。后来在改善聚合物的可仿性和纤维的染色性的基础上，腈纶才得以实现 工业化生产。各个国家有不同的商品名，如美国有奥纶、阿克利纶、克丽 斯纶、泽弗纶，英国有考特尔，日本有毛丽龙、开司米纶、依克丝兰、贝 丝纶等。腈纶密度一般为1.16～1.18克/厘米3，标准回潮率为1.0%～2.5%。 纤维的特点是蓬松性和保暖性好，手感柔软，并具有良好的耐气候性和防 霉、防蛀性能。主要用做人造纤维，俗称人造羊毛；制毛线、针织物（纯 纺或与羊毛混纺）和机织物，尤其适宜作室内装饰布，如窗帘等。在材料 学中常以聚丙烯腈为基体来合成多空材料，例如PAN基活性炭。 • 也可以用于锂离子聚合物电池的电解质聚合物基体，离子电导率较高，能 达到10锂离子迁移数也大于PEO系，可达到0.5，但PAN链上有较强的极性 基团-CN，与锂电极相容性差，钝化现象比较严重。
聚丙烯腈-
小组成员 刘俭翔 余波
一 概述 二 单体
三 工业合成配方 四 工业合成的工艺 五 具体应用
一 概述
• 英文简写：PAN • 聚丙烯腈纤维的研发趋势，可以归纳为二个方面； 其一，是新成纤工艺研究，如采用增塑剂法，合成 聚丙烯腈共聚物，以期降低聚丙烯腈大分子间的相 互作用从而降低聚合物的熔点，来采用熔融纺织工 艺或提高干喷湿纺工艺中纺丝浆液的浓度，达到提 高成纤后原丝力学性能的目的。其二，是研究聚丙 烯腈纤维的新品种，例如阻燃性聚丙烯腈纤维，高 收缩性聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈纤维纺丝过程中的 在线着色技术，抗静电聚丙烯腈纤维，高吸水率聚 丙烯腈纤维，细旦丝纤维，复合聚丙烯腈纤维，抗 菌防臭聚丙烯腈纤维，远红外聚丙烯腈纤维，高强 高模聚丙烯腈纤维等
丙烯腈在室内允许浓度为0.002mg/L；在空气中的爆炸极限为 3.05~17.5%（体积）；
丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等会形成二元共沸混合 物，和水的共沸点为71℃，共沸点中丙烯腈的含量为88%（质量 ），在有苯乙烯存在下，还能形成丙烯腈-苯乙烯-水的三元共 沸混合物。
丙烯腈的化学性质
丙烯腈分子式
聚苯烯腈纤维
聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。大分子链中的丙烯 腈单元是接头-尾方式相连的。主要用于制聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈 纤维（俗称晴纶）的强度并不高，耐磨性和抗疲劳性也较差。聚丙烯 腈纤维的优点是耐候性和耐日晒性好，在室外放置18个月后还能保持 原有强度的77%。它还耐化学试剂，特别是无机酸、漂白粉、过氧化 氢及一般有机试剂。