聚丙烯腈(PAN)表球特征
聚丙烯腈纤维分子式
探秘聚丙烯腈纤维的神奇世界
聚丙烯腈纤维（PPAN）是一种合成纤维，其特点是强度高、耐磨损、抗紫外线辐射、不易变形、耐高温、不易老化等。
这种纤维的分
子式是(C3H3N)n，由于它是由丙烯腈单体经过聚合反应制得，所以又
称为丙烯腈纤维。
它主要应用于特种纺织品、产业过滤、环保材料等
领域。
作为一种功能性纤维，PPAN的应用领域非常广泛。
在特种纺织品
方面，PPAN纤维通常被用于防弹面料、防切割手套、防火罩、防静电
服装和军用防护服等。
在产业过滤领域，PPAN的无机纤维后处理能力
很强，可以用于各种过滤器、净化器和分离器中。
在环保材料领域，PPAN的烟气净化性能得到了广泛应用，被广泛用于工业烟气处理中。
PPAN的优越性能除了来自于其分子式，更是取决于它的纤维结构。
PPAN纤维具有“颗粒聚合-拉伸-固化”三个主要阶段的特殊制备工艺，因此能形成更为紧密、均匀、不规则的纤维结构，以达到更高的强度、延伸和热稳定性。
总之，PPAN纤维在现代工业生产中具有不可替代的地位。
我们相信，随着技术的不断发展，这种神奇纤维将在更多的领域发挥更大的
作用。
聚丙烯腈材料
Mn
PDI
kpapp×106 (s-1) 3.22 7.14
最佳值： [CuBr2]:[IDA]=1:2
33950 45940
1.29 1.25
3
4
1:3
1:4
27.41
22.6
37440
34840
1.30
1.36
6.36
5.08
[AN]:[CCl4]:[CuBr2]:[VC]=200:1:1:0.75, [AN]=6.0 mol/L, T=65º t=14 h, in DMF C,
活性可控自由基聚合制备聚丙 烯腈
1. 研究背景 2. 研究内容 3. 结论 4. 科研成果 5. 致谢
1 研究背景
聚丙烯腈（PAN）是一种重要的高分子材料前驱 体，化学稳定性好，不易水解，抗氧化，耐溶剂，能 有效阻止气体的渗透，可用来制备碳纤维，合成纤维 和膜材料等。
窄分子量分布是合成高性能聚丙烯腈的必然要求。
平衡态的活化能为 △H0eq= 13.6 kJ/mol
2.1.8 核磁谱图分析
1H-NMR谱图进一
步证实了
CCl4/CuBr2/IDA引
发的AGET ATRP具 备活性/可控特征。
Fig. 2-4. 1H-NMR spectrum of PAN with CCl4 as initiator and [AN]:[CCl4]:[CuBr2]:[IDA]:[VC] = 200:1:1:2:0.75 at 65º in DMF for C 14 h.
聚丙烯腈通常由传统自由基聚合制备。
聚合缺点：双基终止和链转移等副反应，聚合反 应不可控，聚丙烯腈的分子量分布较宽，严重影响其 加工和使用性能。
1 研究背景
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料
班级：1013241 姓名：董鸿文
学号：101324108
材料化学课程论文
碳纤维复合材料
碳纤维是一种以聚丙烯腈（PAN）、沥青、粘胶纤维等 人造纤维戒合成纤维为原料，经预氧化、碳化、石墨化等过 程制得含碳量达90%以上的无机纤维材料。
1 2
3
沥青基
粘胶基
聚丙烯腈基（PAN）
PAN链的无规则螺旋结构
PAN纤维→预氧化→碳化→石墨化→PAN基碳纤维
PAN碳纤维原丝微观图
【1】PAN碳纤维原丝截面图
【2】PAN纤维截面SEM照
【3】PAN碳纤维表面结构
PAN碳纤维复合材料的应用
1.航空航天：航天飞机、运载 火箭、导弹卫星、民用商业飞 机
2.体育休闲：球杆球拍、箭弓、 鱼竿、自行车
参考文献
[1]徐樑华：高性能PNA基碳纤维国产化进展及发展趋势[J].中国材料进展， 2012，31（10）：7-13 [2]陈利，孙颖，马明：高性能纤维域成形体的研究[J].中国材料进展，2012， 31（10）:21-29 [3]韩克清，严斌，余木火：碳纤维及其复合材料高效低成本制备技术进展[J].中 国材料进展，2012，31（10）:30-35 [4]郭敏怡:我国高性能碳纤维产业发展现状不展望[M].军民两用技术不产品， 2012,2:53-58 [5]郑宁来:中国航天公司研制成功碳纤维新产品[J].合成纤维，2011,40 （7）:14-15 [6]贺福:研制高性能碳纤维已是当务之急[J].高科技纤维不应用，2010,35（1）： 14-18 [7]钱伯章:国内外碳纤维应用领域、市场需求以及碳纤维产能的进展[J].高科技 纤维不应用，2010,35（2）:29-33 [8]赵稼祥:世界PAN基碳纤维的生产不需求以及对发展我国碳纤维的启示[J].新 材料产业，2010,9:25-31
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
Logo
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
<_”Hrl
t H 64 ta ' I-,ຫໍສະໝຸດ *** _ <；■*
一
、二丫
^TYTT^
!
__
Logo
碳纤维的分类
最早问世 ,宇航咳 — 性材料
HHH HHH
iIII
乂 c/
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
－５０－
建筑工程
论民用建筑暖通工程施工要点
张鹏 （哈尔滨投资集团有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150000）
摘 要：随着人们对住宅环境要求的不断提高，我国民用住宅小区的建设达到了一个新的高度。随着住宅小区建设的不断增加，暖通故障也时 常出现，分析其原因，一方面是由于业主进驻后对暖通系统的私自改装，另一方面也有暖通工程施工过程质量不达标造成的。针对这样的情况，如何 提高民用建筑暖通工程施工质量，已经成为了目前暖通工程施工单位的首要问题。根据国家对民用建筑暖通工程的要求，详细的论述了民用建筑暖 通工程施工的要点及施工的注意事项。
优雅自然的光泽，它还可以用于机织外衣，像正装
聚丙烯腈的合成，直到 1929 年德国的巴斯夫公司
这种方法的主要缺点是聚合物在硫氰酸钠水 面料、仿麂皮飞行员夹克、外衣及夹克面料等。
（BASF） 成功地合成出聚丙烯腈。1942 年德国的 溶液中的溶解度小，只有 13%左右。
PAN 还可用于高品质的天鹅绒室内装饰织物（三
成纺丝原液，此法称为腈纶生产的两步法。因非均 充料以及休闲装饰则是其另外的应用。其他最终 [4]任铃子.中国腈纶工业现状与前景展望[J].合成纤
相的溶液聚合介质通常采用水，所以又称为水相 用途还包括旗帜、各种类型的防水油布、小船盖 维工业，2005，2 28（1）：46-49.
聚合法[7]。
布、雨伞织物以及汽车内部装饰织物等。
2700kt，占合成纤维总量的 9%左右；我国的腈纶 感需求，使其特别适合于衬衫、套衫及绒头织物、 MAC 纤维在火灾中不会燃烧）。另外如拼装地毯、
产量也已达到 430kt。进入 2003 年已建成生产能 内衣、运动服及休闲服等商品的制造。
窗帘以及装饰织物等也有生产[8]。
高分子量聚丙烯腈pan粉末
高分子量聚丙烯腈pan粉末
高分子量聚丙烯腈（PAN）粉末是一种具有高分子量的聚合物粉末材料。
PAN是一种合成纤维原料，用于制造阻燃纤维、碳纤维和活性炭等材料。
高分子量PAN粉末具有以下特点：
1. 高分子量：具有较高的分子量，使其具有较好的强度和耐热性能。
2. 耐热性：PAN粉末具有较高的热稳定性，可在高温环境下保持其性能稳定。
3. 阻燃性：PAN粉末具有良好的阻燃性能，可用于制造阻燃材料，增加产品的安全性。
4. 可加工性：PAN粉末可通过热压、注塑等工艺进行成型加工，适用于不同的制造工艺。
高分子量PAN粉末在许多领域有广泛的应用，如航空航天、汽车工业、电子材料、阻燃材料等。
它可以制备各种高性能复合材料，如碳纤维增强复合材料，具有轻量化、高强度和高耐热性能，广泛用于航空航天、汽车和体育器材等领域。
此外，PAN粉末还可以用于制备活性炭材料，用于废水处理、空气净化等环境保护领域。
聚丙烯腈生产工艺与特点
聚丙烯腈生产工艺与特点摘要：本文论述了用采用水相沉淀聚合法和均相溶液聚合法合成聚丙烯腈共聚物生产工艺，讨论两种不同聚合方法和聚合条件所合成的丙烯腈共聚物的生产工艺，并对生产聚丙烯腈的两种工艺进行综述评述。
关键词：聚丙烯腈溶液聚合水相沉淀聚合对比聚丙烯腈，通常称为聚丙烯腈纤维(Polyacry-lonitrile or acrylic )}睛纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名。
用85%以上的丙烯腈和其它第二、第三单体共聚的高分子聚合物纺制的合成纤维，又称聚丙烯腈纤维。
如果丙烯腈含量在35%-85%之间，而第二单体含量占15%-65%，这种共聚物纤维则称为改性聚丙烯腈纤维。
聚丙烯腈的特点：聚丙烯腈外观为白色粉末状，密度为1.14~1.15g/cm ，加热至220~300℃时软化并发生分解。
玻璃化转变温度：104℃为白色或略带黄色的不透明粉末；相对密度1.12，玻璃化温度约90℃。
它溶于二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜、硝酸亚乙基酯等极性有机溶剂，还能溶于硫氰酸盐、过氯酸盐、氯化锌、溴化锂等无机盐的浓水溶液，以及浓硝酸等特殊溶剂。
它的软化温度和分解温度很接近，加热至200℃以上也不熔化,而是逐渐着色，以至碳化。
用途：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。
聚丙烯腈基(PAN)碳纤维复合材料
聚丙烯腈基（PAN）碳纤维复合材料2010136103徐铭华摘要:对PAN基碳纤维的发展历程、现状以及以其为增强体的复合材料进行了综述，并对PAN基碳纤维增强复合材料在航天领域的主要使用情况进行了介绍，最后对我国高性能碳纤维复合材料的现状及发展重点进行了探讨。
关键词:PAN基碳纤维;复合材料;航天领域;使用Abstract:In this article, the development of PAN-based carbon fiber, its character and composites reinforced by it is overviewed. The main application of carbon fiber reinforced composites on aerospace is also introduced here .Finally, the status and future development of PAN-based carbon fiber is discussed.Key words: PAN-based carbon fiber; composites; aerospace; application1.前言随着科技的发展和进步以及各国对空间光学遥感器的进一步需求，空间遥感器必然向高分辨率、长焦距、大口径、大视场、大体积而质量更轻的方向发展[1]，然而，发展质量更轻的空间光学遥感器，必须采用性能优异的轻质结构材料，碳纤维复合材料(CFRP)的使用是实现这一要求的最好途径之一。
CFRP是以树脂为基体，碳纤维为增强体的复合材料[2]碳纤维具有碳材料的固有本征特性，又有纺织纤维的柔软可加土性，是新一代军民两用的增强纤维。
它优异的综合性能是任何单一材料无法和其比拟的，现在己经成为先进复合材料的主要增强纤维之一。
CFRP是20世纪60年代中期崛起的一种新型结构材料，一经问世就显示了强大的生命力[3,4]。
聚丙烯腈碳纤维性能表征规范(DOC)
聚丙烯腈碳纤维性能表征规范聚丙烯腈碳纤维的性能主要有力学性能、热物理性能和电学性能。
对于碳纤维材料来说，拉伸力学性能，包括拉伸强度、拉伸模量以及断裂伸长率是其主要力学性能指标。
由于纤维材料本身的特点，很难对其压缩力学性能进行有效的表征，因此基本不考虑纤维本身的压缩性能。
碳纤维的热物理性能包括热容、导热系数、线膨胀系数等，也是材料应用的重要指标。
电性能主要为体积电阻率以及电磁屏蔽方面的性能。
对于碳纤维的拉伸力学性能测试，各国都已经基本形成了相应的测试标准系列，这些标准系列同时包括了在力学性能测试时需要的线密度、体密度、上浆量等相关的测试。
对于热物理性能，相关的测试标准较少。
5.5.1 碳纤维性能测试标准日本从1986年开始发布了其碳纤维力学性能测试标准，有关标准见表5.30，其中JIS R7601-1986《碳纤维试验方法》涵盖了碳纤维单丝、束丝的拉伸力学性能测试方法外，还包括以及密度、上浆剂含量、线密度等测试方法及规范。
JIS R7601-2006《碳纤维试验方法（修正1）》是在国际对石棉制品应用规定严格的条件下，将JIS R7601-1986中拉伸性能测试中夹持用垫片的石棉材料进行了删除。
相比于JIS R7601-1986，JIS R7608-2007《碳纤维-树脂浸渍丝拉伸性能测试方法》被广泛地用于碳纤维力学性能的测试，其可操作性和规范性也更强。
表5.30 日本碳纤维测试标准序号标准号标准名称1 JIS R7601-1986 碳纤维试验方法2 JIS R7602-1995 碳纤维织物试验方法3 JIS R7603-1999 碳纤维-密度的试验方法4 JIS R7604-1999 碳纤维-上浆剂附着率的试验方法5 JIS R7605-1999 碳纤维-线密度的试验方法6 JIS R7606-2000 碳纤维单纤维拉伸性能试验方法7 JIS R7607-2000 碳纤维单纤维直径及断面面积试验方法8 JIS R7608-2007 碳纤维-树脂浸渍丝拉伸性能测试方法9 JIS R7609-2007 碳纤维体积电阻率测试方法10 JIS R7601-2006 碳纤维试验方法（修正1）日本东丽公司作为世界聚丙烯腈基碳纤维生产能力和水平最高的企业，也有自己的碳纤维力学性能测试内部规范，测试规范号和名称为TY-030B-01《碳纤维拉伸强度、拉伸弹性模量和断裂延伸率测试方法》。
第六章 聚丙烯腈纤维(Polyacrylonitrile fiber, PAN)(72)
第五章 聚丙烯晴纤维
第六章 聚丙烯腈纤维
(Polyacrylonitrile fiber, PAN)
化纤工艺学
第五章 聚丙烯晴纤维
第一节 概述
最早的聚丙烯腈（PAN）纤维由纯PAN制得，因染色 困难且弹性较差，仅作为工业用纤维。 聚丙烯腈（PAN）纤维通常指含丙烯腈在85％以上 的丙稀腈共聚物或均聚纤维，国内简称腈纶。丙烯腈 含量占35%—85%的共聚物制成的纤维称为改性聚丙烯 腈纤维。 1950年美国杜邦公司首先实现了工业化生产，商 品名为ORLON，目前产量居合成纤维第三位。
化纤工艺学
第五章 聚丙烯晴纤维
腈纶纤维有许多优点，蓬松性、保暖性好、手感柔软、 近似羊毛，而且具有优良的耐光性和耐辐射性。但其 强度不高，耐磨性和抗起球性较差。
化纤工艺学
第五章 聚丙烯晴纤维
第二节 聚丙烯腈的制备及性质
主要原料及用途
聚丙烯腈的制备
丙烯腈的聚合
聚丙烯腈的性质
化纤工艺学
第五章 聚丙烯晴纤维
化纤工艺学
第五章 聚丙烯晴纤维
冷凝液，经冷凝器把未反应的单体冷凝下来，带回试 剂混合槽。第一次可以除去未反应单体的90～95％， 残存单体仍高于工艺要求需进行第二次再脱，单体含 量<0.3%。
化纤工艺学
第五章 聚丙烯晴纤维
硫氰酸钠一步法丙烯腈聚合流程图
化纤工艺学
第五章 聚丙烯晴纤维
兰州化纤厂混合液中原料的组成：
化纤工艺学
第五章 聚丙烯晴纤维
非均相溶液聚合（二步法）：可用介质只能溶解或部 分溶解单体，而不能溶解反应生成的聚合物，纺丝前需要 用溶剂重新溶解聚合物制成纺丝溶液。因非均相的聚合介 质通常采用水，所以又称为水相沉淀聚合。
锂硫电池正极材料:硫化聚丙烯腈
锂硫电池正极材料:硫化聚丙烯腈作者：赵鹏王莉李建军，等来源：《新材料产业》 2012年第8期文/赵鹏1 王莉1 李建军1 高剑1 姜长印1 万春荣1 何向明1，21.清华大学核能与新能源技术研究院新型能源与材料化学研究室2.汽车安全与节能国家重点实验室在一定温度下，有机聚合物会与硫（S）单质发生脱氢硫化反应，生成导电聚合物——硫复合材料，这类材料以导电高分子为主链，能够提高正极材料的导电性和结构稳定性，而发生氧化还原反应的S-S基团则以化学键连接在主链上，这样一来，大部分S元素在放电时仍在正极材料附近，进而确保了电池的循环稳定性［1］。
这种有机聚合物的种类很多，如聚二乙基硅氧烷［2］、聚苯乙烯［3］、聚（2-甲基-5-乙烯基吡啶）［4］以及聚氯乙烯［5］等。
一、硫化聚丙烯腈材料的制备及分析近年来，一些课题组将聚丙烯腈（P A N）与单质硫在一定条件下反应，生成硫醇基团和多硫键，放电时再与金属锂反应，对锂进行负载，再经过充电重新生成S-S键，循环往复，释放并储存能量。
由于此类复合材料的S原子是嵌入到含电子导电聚合物的母体中，所以能够有效地抑制放电产物在电解液中的溶解，阻止电极在充放电循环中的恶化。
同时，这类复合材料在室温下的电子导电率较高，在很大程度上提高了单质硫的电化学活性，改善了单质硫电极的导电性，因此，以这类复合材料制成的电极可以在室温下以较大电流进行充放电。
由于复合材料与硫间的化学键合力占主导，在充放电过程中，正极体积变化的绝对值和自放电现象也将大大降低，可提高电池正极的循环寿命。
以P A N为前驱体［6］，用单质硫在300℃下脱氢硫化，得到一类新颖的硫化聚丙烯腈（S - P A N）导电性电极材料。
S-PAN材料的充放电电压分别达到了1.3V和1.8V；首次循环比容量达到了850mAh /g，经历50次循环后，比容量仍可达到600m A h / g，表现出了良好的循环稳定性；在充满电的状态下，一个月内几乎观察不到自放电现象。
6聚丙烯腈纤维详解
2009年1-12化纤产量完成情况
腈纶纤维有许多优点，蓬松性、保暖性好、手 感柔软、近似羊毛，而且具有优良的耐光性和 耐辐射性。但其强度不高，耐磨性和抗起球性 较差。
毛衣
腈纶长丝
腈纶毛线
腈纶毛条
腈纶短纤维
帽子
第二节 聚丙烯腈的制备及性质
主要原料及用途 聚丙烯腈的制备 丙烯腈的聚合 聚丙烯腈的性质
以制成符合纺丝要求的原液。
二、湿法纺丝
以NaSCN为溶剂时，一般采用丙烯腈在NaSCN溶 液中聚合，并直接用聚合液进行纺丝。该法的优点是 工艺过程简单、聚合速度快，NaSCN不易挥发、溶剂 消耗较少。 纺丝原液（PAN含量12％～14％，NaSCN含量44 ％）经计量泵，再经喷丝头（孔径0.06mm，20000～ 60000孔）进入凝固浴。凝固浴为9％～14％的 NaSCN的水溶液，浴温10℃左右，纺丝速度5～ 10m/min。出凝固浴的丝束引入预热浴进行预热处理， 并被拉伸1.5倍。后水洗、二次拉伸、上油、干燥、热 定形及切断打包。
聚合工艺条件
单体原料：丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸 溶剂： 48.8% NaSCN 引发剂：偶氮二异丁腈，单体总量的0.2~0.8% 浅色剂：二氧化硫脲； 分子量调节剂：异丙醇 单体转化率：55~70%（为了满足纺丝要求，聚合 体系中单体总浓度控制在17~21%）。 聚合温度：76~78℃，时间为1.5~2.0h。 聚合后的平均分子量：60000~80000。
聚合反应主要影响因素 ⑴引发剂 用量↑ 转化率↑
DP
↓
引发剂用量增加，单位时间内产生的引发自
由基增多，单体聚合速度加快，转化率增加； 同时活性中心增多，不利于提高聚合产物分子 量。 NaSCN法用AIBN做引发剂，AIBN为总单 体重量的0.2％～0.8％。
“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。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
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。
合成纤维
聚丙烯腈纤维的结构性能一．聚丙烯腈纤维（PAN ）的结构1.PAN 纤维的分子链结构丙烯腈（AN ）在一定条件下以自由基方式聚合，并主要通过AN 结构单元首尾相连的 形式组成大分子长链。
由于PAN 分子链侧氰基（-CN ） 中的氮原子具有较大电负性 ，吸引电子云向氮原子一侧偏移 ，影响氰基成为强极性官能团 。
在聚丙烯腈纤维中，同一高分子链上,相邻两氰基相互排斥,P A N 大分子需经过扭转 ， 使氰基按一定角度排列为能量较低状态,因此影响高分子长链形成圆棒体刚性结构,如图2所 示 ,Ol i v e 等人借助XRD 研究认为,这种无规螺旋形分子链形成的圆棒体结构直径约 0. 6 nm,长度约1 0- 1 0 0 nm 。
由于PAN 相邻两分子链间存在强极性氰基产生的偶极——偶极力，影响分子链间相互排斥，但同时氰基和α氢作用形成氢键，又使分子链相互吸引两种作用力对分子链段运动性产生复杂影响，导致聚丙烯睛具有多级玻璃化转变温度。
图1.PAN 纤维分子链结构图2.PAN 分子链无规螺旋结构图3.PAN 相邻两分子链间的作用力立构规整性不同的PAN 分子链具有不同构象。
通过XRD 手段对PAN 晶区分子链构象研究认为，全同立构PAN 分子链主要以31螺旋结构为主，间同立构PAN 分子链主要为Z 型锯齿结构，对于无规PAN 分子链来说，螺旋结构和锯齿结构成短周期交替分布。
通过改变聚合方法，可以调节PAN 方法得到的是PAN 无规高分子链分子链立构规整度。
通常，采用自由基聚合选用尿素晶格，通过Y 射线辐射引发丙烯睛聚合，能够得到全同立构度达80%以上的PAN 分子链。
2.PAN 纤维聚集态结构一些学者研究认为PAN 是单相准晶结构，更多的学者则认可PAN 是两相准晶结构的推断。
warner 等人提出了PAN 纤维两相准晶结构模型，如图4所示，认为准晶区是由螺旋型构象分子链扭转成的刚性棒状结构通过规整排列而形成的，没有规则构象的分子链无序排列成为非晶区，并随机穿插于晶区中。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在发生溶解后通过聚合反应把不溶
性的高分子聚合物生成。并使得芯
材被包裹的过程。
6
悬浮聚合法
是指溶有引发剂的单体以液滴状悬
浮于水中进 行自由基聚合的方法。
整体看水相为连续相，液滴为分散
相[10]。
第一章 引言
1.2碳微球的研究动态
1.2.1碳微球的研究进展 碳微球的发展由来已久，在1960年左右，科学家在对焦炭的研究中出乎意料的发现了一种球型的碳结构[14]在此之后，开 启了碳微球研究的先端。而在1973年Honda等通过对沥青进行分离从而发现微米级的中间相碳微球以后[15]，碳微球得到了科 研人员的重点研究。在这之后，碳微球的的研究进展进入了快车道，在20世纪的70年代末，科学家在热台显微镜下发现了中间 相的可溶热变特征，在这个基础上认定了中间相可以包括溶剂不溶的高分子量组分以及溶剂可溶的低分子量组分。
些，不太合适。
界面聚合法
4
它所采用的原理是将不同的溶剂中放入不同的两种活
性单体溶解，使得两种溶液分散，一种分散到另一种中，在
两种不同溶液的交界界面处会发生聚合反应，聚合反应产生
的物质就是我们想要制得的微胶囊。
原位聚合法
5
以氨基树脂作为原料，使用了原位 聚合法制备了微胶囊，该方法是指
在在一个微胶囊化的体系中，单体
被形成。
复相乳液法
2
我们制备微胶囊使用最多的方法，他首先是将壁材与芯 材混合形成混合物后，以微滴状态分散到介质中，分散介质中
具有挥发性的会被急剧的蒸除在液滴中。
乳液聚合法
3
不仅可以适用于连续的水相，连续的的有机相也能被很 好的适用。虽然在有机相作为连续相的使用当中会添加一些
有毒有害的表面活性剂，使得在医药领域的应用变得小了一
再以氢氧化镁(Mg(OH)2) 作为分散剂
使用悬浮聚合法制备得 到聚丙烯腈基微球
热解法
以聚丙烯腈微球作为前驱体
对温度的调节
碳微球
后通过使用热重分析（TG）、扫描电镜（SEM）、红外光谱图（IR）、X射线衍射（XRD）、比表面积 （BET）对聚丙烯腈基碳微球进行了表征。该制备过程工艺简单，对于碳微球的工业发展有非常积极的意义。
1.2.2碳微球的制备方法
化学气相沉积法（CVD法）
模板法
溶剂（水）热法
原理是在气相反应的条件下，原料通过一系 列化学反应如降解、脱水后碳化成球的方法。 许并社[19]通过使用化学气相沉积法（CVD法） 制得的碳微球与强酸和二氯化锡进行活化后， 制得银纳米颗粒 碳微球复合材料。
制备原理是一种采用球形材料为模板的 方法。1982年，Gilbert[21]首次提出 硬模板法 合成多孔材料的概念，用充 满可碳化树脂的多孔模 板制成了多孔 玻璃碳( PGC) 。
钠 (SDS
) 0.8g
偶氮 二异 丁氰 （ AIBN ）
0.6g
丙烯 腈 (AN)
6.78 6g
氯化 钠（ NaCl
）12.Biblioteka g2.2实验仪器及设备表2：所需仪器及设备 Table 2: required instruments and equipment
实验仪器及设备 温度计
三口烧瓶 玻璃棒 量筒 冷凝管
第二章 实验部分
2.1实验试剂与原料
该研究中所需试剂及用量详如表1
表1：所需试剂及用量 Table 1: Required Reagents and Dosage
试剂 用量
氢氧 化钠
（ NaO H）
1.12 28g
纯净 水（ H2O
）
40ml
氯化 镁 (Ma Cl2)
2.03 1g
十二 烷基 硫酸
溶剂(水)热法是指在密闭的反应容器 中，通常情况下把水作为反应介质，给 与其一定的的压力和温度，升高温度， 使得反应容器变热，从而使得原料反应 生成产物的一种。
第一章 引言
1.3本文研究意义
正是因为碳微球性能优异，是一种应用非常广泛的碳材料。
以丙烯腈（AN）作为单体
氮二异丁氰(AIBN) 作为引发剂
聚丙烯腈（PAN） 基碳微球的制备与表征
学生姓名
xx
专业班级
xx
指导教师
xx
学院名称
xx
2020
目录
第一章 引言 第二章 实验部分 第三章 实验表征与分析 第四章 实验数据总结与结论 第五章 参考文献 第六章 结束语
第一章 引言
1.1微球的研究动态
1.1.1微球概述
微球的形状一般为球型，一般由天然高分子材料或者手工通过不同的制备方法制备而 来。它的尺寸非常的小，一般不超过1000微米，肉眼不能够直接观察到，需要使用显微镜 才能够看清楚。微球的各种其实技术起源的很早，但是开始迅猛的发展却已经是1970年后 的事情了。
胶头滴管 人工智能管式电阻炉
： 扫描电子显微镜
偏光显微镜 红外光谱仪
烧杯 热重分析仪
X射线衍射仪(XRD) 磁力搅拌机
电动搅拌机 乳化机 抽滤器
型号 ------------------6813B
S4800 ----
NEXUS系列
---TGA/DSG系列
Y-2000型 DF101S
JB90—D型 -------
生产厂家 --------------------
洛阳市西格马仪器制 造公司
日本HITACHI公司 ----
美国ThermoNicolet公 司 ----
美国Mettler Toledo公 司
丹东射线仪器厂 郑州市亚荣仪器有限
公司 上海标本摸具厂
-------
第二章 实验部分
2.3碳微球的制备
实验操作的具体流程图如下图1所示，首先以3：1的比例制备出水相与油相，两种溶液混合使用悬浮聚合法制得微 球，在使用热解法制备得出碳微球
1.1.2微球的制备方法
水相分离法
1
可以分为复凝聚法和单凝聚法[8,9]。复凝聚法是高分子包囊材料的相互交联，并且这两种材料要带有相反的电荷。单凝聚 法是将具有高分子包囊材料溶于水溶液中，然后再加入使得它分散的物质油溶性囊芯物,接下来入强亲水性非电解质或亲水性电
解质凝聚剂,凝聚剂会与大多数的水相结合，从而使得高分子包囊材料的溶解度被降低，进一步产生凝聚，微胶囊在凝聚分离后