聚丙烯腈合成工艺

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丙烯腈的合成工艺

丙烯腈的合成工艺

丙烯腈的合成工艺丙烯腈是一种有机化合物,化学式为C3H3N,属于腈类化合物。

它是一种无色液体,有刺激性气味。

丙烯腈主要用于合成合成纤维聚丙烯腈(PAN)等重要的化学原料。

那么,丙烯腈的合成工艺主要有以下几种方法:1. 丙烯腈的合成方法之一是通过丙烯与氨气在催化剂的作用下反应。

这种方法通常采用贵金属催化剂,如铑、钯、铂等。

反应的条件一般在高温高压下进行,以提高反应速度和收率。

反应的化学方程式如下:CH2=CHCN + NH3 →NCCH2CH=CH22. 另一种合成丙烯腈的方法是通过丙烯醇与氨气在高温下反应。

这种方法也需要催化剂的作用,一般采用铜、锌等金属作为催化剂。

反应的条件有一定的要求,一般需要在400-600的高温下进行。

反应的化学方程式如下:CH2=CHOH + NH3 →NCCH2CH=CH2 + H2O3. 还有一种合成丙烯腈的方法是通过异氰酸酯与丙烯在溶剂中反应得到。

这种方法是通过亲核取代反应进行,一般在碱性催化剂的作用下进行。

反应的条件相对较温和,容易控制。

反应的化学方程式如下:R-NCO + CH2=CH2 →R-NH-CO-CH=CH24. 在工业生产中,还有一种常用的合成丙烯腈的方法是通过丙烯与氰化氢在催化剂的作用下反应。

催化剂通常采用有机碱金属化合物,如吡啶、三乙胺等。

反应的条件一般在高温高压下进行。

反应的化学方程式如下:CH2=CH2 + HCN →NCCH2CH=CH2以上是丙烯腈的几种常用合成方法,每种方法都有其适用的场合和条件,需要根据具体情况选择合适的方法。

在工业上,一般采用丙烯与氨气在催化剂的作用下反应的方法进行生产,因为该方法的原料易得,反应收率较高。

同时,需要注意的是,在合成丙烯腈的过程中,需要注意安全性和环保性的考虑,选择合适的催化剂和适当的反应条件,以降低对环境的负面影响。

腈纶的合成及生产工艺

腈纶的合成及生产工艺

腈纶的合成及生产工艺腈纶(PAN fiber),学名又称聚丙烯腈纤维,在我国还称为“人造羊毛”,在国外则称为“奥纶”、“开司米纶”。

腈纶通常是指用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。

聚丙烯腈纤维可以用来制作套衫、毛毯、地毯、童装以及诸如旗布、遮阳篷等户外产品,在纺织上有很大的用处。

腈纶的用途聚丙烯腈纤维是一种高分子长链合成聚合物形成的人造纤维,其丙烯腈含量至少占85%。

它表面平滑,具有良好的悬垂性能,可以生产保暖但是很轻的织物。

它的弹性和回弹性具佳,并具有优异的耐阳光和耐气候性能。

这种纤维可以水洗或干洗。

但是聚丙烯腈纤维的强度一般,湿态时强度约降低20%,但是干燥后即行恢复。

这是一种疏水性纤维(回潮率为1%),常发生静电和起球现象,其耐磨性能一般。

有着人造羊毛美称的腈纶,又有着便宜的价格,所以成为了羊毛和棉花的最佳替代品。

在我国化纤工业中,聚酯纤维主要用于仿棉或仿丝型织物、而仿毛型织物以腈纶为主要原料。

腈纶外观蓬松,手感柔软,具有良好的耐光、耐气候、其弹性和保暖性可以和羊毛媲美,深受消费者欢迎。

在我国毛纺及人造毛皮所用原料中腈纶占最主要地位。

腈纶的优良性能使其在服装、服饰、产业三大领域有广泛的应用。

聚丙烯腈纤维根据不同的用途的要求可纯纺或与天然纤维混纺,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。

腈纶的生产方法及生产工艺生产方法: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。

腈纶的主要生产工艺流程:聚合→纺丝→预热→蒸汽牵伸→水洗→烘干→热定形→卷曲→切断→打包。

连续搅拌釜合成聚丙烯腈的聚合工艺

连续搅拌釜合成聚丙烯腈的聚合工艺

连续搅拌釜合成聚丙烯腈的聚合工艺哎呀,说起聚丙烯腈,这可是个好东西,咱们日常生活中的很多物品都离不开它。

比如,你穿的毛衣,用的地毯,甚至是一些工业上的过滤材料,都是聚丙烯腈的功劳。

今天,咱们就来聊聊这聚丙烯腈的合成工艺,特别是连续搅拌釜的聚合过程,这可是个技术活儿。

首先,咱们得准备原料。

聚丙烯腈的原料主要是丙烯腈,这玩意儿可不便宜,所以咱们得精打细算。

除了丙烯腈,还得准备一些引发剂,比如过硫酸盐,这玩意儿能引发聚合反应,让丙烯腈分子手拉手连成一条长链。

接下来,就是把原料放进搅拌釜里。

这个搅拌釜可不是普通的锅,它得能承受高温高压,还得能均匀搅拌。

咱们把丙烯腈和引发剂倒进去,然后加热到一定温度,通常是50-70摄氏度。

这时候,丙烯腈分子就开始活跃起来,引发剂也开始发挥作用,聚合反应就这么开始了。

在聚合过程中,搅拌可是个关键。

你得保证丙烯腈分子和引发剂充分接触,这样才能让聚合反应顺利进行。

搅拌速度不能太快,也不能太慢,得刚刚好。

太快了,容易把反应物甩出来;太慢了,又搅拌不均匀。

这可是个技术活儿,得靠经验来把握。

随着聚合反应的进行,聚丙烯腈分子链会越来越长,粘度也会越来越大。

这时候,就得注意控制反应条件,比如温度、压力、搅拌速度等,得保证聚合反应顺利进行,又不能让聚丙烯腈分子链太长,否则会影响产品的性能。

最后,当聚合反应进行到一定程度,就得停止反应,把聚丙烯腈从搅拌釜里取出来。

这时候的聚丙烯腈还是个半成品,得经过后处理,比如洗涤、干燥、切粒等,才能变成咱们熟悉的聚丙烯腈产品。

总的来说,连续搅拌釜合成聚丙烯腈的聚合工艺,虽然听起来高大上,其实就跟咱们平时做饭差不多,都得掌握好火候、配料、搅拌等关键步骤。

只要把这些细节把握好,就能做出高质量的聚丙烯腈产品。

这玩意儿虽然不起眼,但咱们的日常生活可离不开它。

腈纶工艺技术

腈纶工艺技术

腈纶工艺技术腈纶是一种合成纤维,也被称为聚丙烯腈纤维。

它具有高强度、耐磨性和耐化学腐蚀性等优点,被广泛应用于纺织、工业和军事等领域。

本文将介绍腈纶的工艺技术。

腈纶的制造过程包括纤维化、聚合、纺丝、拉伸和织造等环节。

首先是纤维化,通过将原料腈纶聚合物经过筛选、切片和干燥等步骤,使其变成适合纺丝的形态。

纤维化过程中需要控制温度、湿度和拉伸力等参数,以确保腈纶聚合物的质量和形状。

接下来是聚合,将纤维化的腈纶聚合物放入聚合器中,加入引发剂和催化剂,通过高温和反应时间的控制,使腈纶聚合物发生聚合反应,形成高分子链结构。

聚合过程中需要注意控制反应温度和聚合时间,以确保得到具有良好性能的聚丙烯腈纤维。

经过聚合反应后,腈纶聚合物需要通过纺丝工艺将其形成纤维。

纺丝工艺主要包括熔融纺丝和湿法纺丝两种方法。

熔融纺丝是将聚合后的腈纶聚合物加热熔化,通过旋转孔板或喷丝装置将其挤出,形成连续的纤维。

湿法纺丝则是将聚合后的腈纶聚合物溶解在溶剂中,通过旋转盘或旋转嘴,将溶液均匀地滴下,溶剂逐渐蒸发,形成纤维。

拉伸是指将纺丝后的纤维进行拉伸和定形处理。

拉伸可以使纤维的强度、延伸性和线密度得到进一步的提高,并调节其表观密度和外观。

定形处理则是通过热空气或热辊将纤维加热和冷却,使其保持所需的形态。

最后是织造环节,将拉伸和定形处理后的腈纶纤维进行织造。

织造工艺有很多种,包括传统的手工织造和现代化的机织。

根据需要可以选择不同的织物结构和纺织方式,使腈纶纤维的性能得到发挥。

腈纶工艺技术的不断发展,使得腈纶纤维的性能和品质越来越好。

腈纶纤维具有较强的耐热性和耐磨性,因此广泛用于工业防护服装,如防火服和防化服。

此外,腈纶纤维还可用于户外运动服装、内衣和袜子等服饰领域。

同时,腈纶纤维也被应用于汽车座椅、沙发面料和床上用品等家居领域。

总之,腈纶工艺技术的不断创新和提升,为腈纶纤维的广泛应用提供了坚实的基础。

聚丙烯腈合成工艺

聚丙烯腈合成工艺

聚丙烯腈纤维及其合成工艺摘要:聚丙烯腈纤维由聚丙烯腈或丙烯腈含量大于85%(质量百分比)的丙烯腈共聚物制成的合成纤维。

丙烯腈的聚合属于自由基型链式反应,通常有丙烯腈经自由基引发剂引发聚合而成。

其聚合方法根据所用溶剂(介质)的不同,可分为均相溶液聚合(一步法)和非均相溶液聚合(二步法)。

关键词:聚丙烯腈纤维;合成工艺;均相溶液聚合;水相沉淀聚合一、前言聚丙烯腈纤维的商品名是腈纶,由聚丙烯腈或丙烯腈含量大于85%(质量百分比)的丙烯腈共聚物制成的合成纤维。

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%,强度比羊毛高1~2.5倍,有合成羊毛之称。

因为聚丙烯腈纤维具有柔软、膨松、不易染、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、装饰等领域。

二、聚丙烯腈的结构和特性1、聚丙烯腈的结构聚丙烯腈自问世,因其严重的发脆、熔点高,当加热到280~290℃还未熔融就开始分解无法进行纺丝的缺点,应用受到限制。

使用第二单体与丙烯腈共聚,聚合物分子间作用力降低,克服了脆性并改善了柔性和弹性,使聚丙烯腈成为重要的合成纤维品种。

以后随着第三单体的引入,进一步改善了纤维的染色性,这样聚丙烯腈的生产才得到迅速发展。

常用的第二单体有丙烯酸甲酯(CH2=CH-COOCH3)、甲基丙烯酸甲酯[CH2C(CH3)COOCH3]、醋酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)等中性单体,第三单体有丙烯磺酸[CH2=C(SO3H)-CH3]、丙烯酸(CH2=CHCOOH)、衣康酸(CH2=CHCOOHCH2COOH)等。

例:由丙烯腈、丙烯酸甲酯和丙烯磺酸聚合成的聚丙烯腈纤维的结构如下:2、聚丙烯腈的特性(1)聚丙烯腈纤维的热学性能聚丙烯腈纤维具有特殊的热收缩性,将纤维热拉伸1.1~1.6倍后骤然冷却,则纤维的伸长暂时不能恢复,若在松弛状态下高温处理,则纤维会相应地发生大幅度回缩,这种性质称为聚丙烯腈纤维的热弹性。

关于聚丙烯腈生产工艺

关于聚丙烯腈生产工艺

关于聚丙烯腈生产工艺摘要:介绍了聚丙烯腈的生产情况、工艺技术、产品应用以及市场供求情况,分析了该产品的价格趋势及竞争能力,对发展我国聚丙烯腈工业提出了建议。

介绍聚丙烯腈的性质特点、生产及加工方法和应用情况,指出了其发展前景。

关键词: 聚丙烯腈生产前景应用流程一、概述1.聚丙烯腈发展概况。

1894年,法国化学家Moureu首次提出了聚丙烯腈的合成。

直到1929年,德国的巴斯夫公司(BASF)才成功地合成了聚丙烯腈。

1942年美国的杜邦公司和德国的Herbert Rein公司同时发明了溶解聚丙烯腈的溶剂二甲基甲酰胺(DMF)。

1950年,在德国和美国首先实现了聚丙烯腈纤维的工业化生产。

此后,各国的化学家又致力于其他溶剂的研发,如二甲基亚砜(DMSO)、二甲基乙酰胺(DMA)、硫氰酸钠(NaSCN)浓溶液、硝酸和氯化锌溶液等。

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,提高了其实用性,促进了聚丙烯腈纤维的发展。

2.聚丙烯腈的结构。

首尾连接是聚丙烯腈大分子链中丙烯腈单元的主要连接方式,与C≡N基相连的碳原子间隔着一个—CH2—基。

由于聚丙烯腈结构中存在极性较强体积较大的侧基——氰基,在同一大分子和相邻分子间产生斥力和引力,使的大分子活动受到极大阻碍而具有不规则的曲折和扭矩。

因此聚丙烯腈主链呈不规则螺旋状空间立体构象。

3.聚丙烯腈的性能。

聚丙烯腈有优良的耐光性,并且热稳定性高,成纤用聚丙烯腈加热至170~180℃颜色才有变化。

4.聚丙烯腈纤维的应用。

聚丙烯腈主要用途是纺制纤维。

该纤维还可以加工制成膨体纱,由于其中保存大量空气,具有高度的保暖性,可代替羊毛绒线。

聚丙烯腈纤维除民用外,在军事方面也应用广泛。

5.聚丙烯腈纤维的研发趋势及前景。

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。

聚丙烯腈的合成工艺

聚丙烯腈的合成工艺

聚丙烯腈的溶液聚合工艺简述摘要主要概述了聚丙烯腈均相溶液聚合和水相沉淀聚合聚合工艺以及影响两种聚合的因素。

关键词聚丙烯腈溶液聚合工艺1 前言聚丙烯腈(PAN)主要用于室外纺织品、滤材以及碳纤维原丝等,最初是由法国化学家在19世纪末合成出来的,而直到20世纪30年代德国化学家才将其用于石油和耐汽油橡胶中。

杜邦公司最开始采用DMF为溶剂生产聚丙烯腈。

但均聚的聚丙烯腈由于氰基存在分子间的氢键和范德华力强内聚能高,如此大的次价键使得其手感僵硬而分子间堆砌紧密造成染料进入其内部因此染色困难。

于是就开始有了加入第二第三单体对聚丙烯腈进行共聚改性以改善其手感和染色性能。

2 聚丙烯腈的溶液聚合工业上生产聚丙烯腈的方法主要是自由基聚合但也有报道一些其他的聚合方法,比如阴离子聚合和基团转移聚合等[1]。

聚丙烯腈的溶液聚合可以根据溶剂对聚合物的溶解能力分为均相溶液聚合和非均相溶液聚合两种。

2.1 均相溶液聚合工业化生产应用的聚丙烯腈大多是三元共聚物,除了丙烯腈(约占88%-95%)外,还有第二单体和第三单体。

工业上的丙烯腈在运输储藏过程中为了避免自聚一般需要加入阻聚剂,为了减少除去阻聚剂这步工序,一般采用易挥发的氨。

工业上采用的第二单体一般为非离子型单体如甲基丙烯酸甲酯等,其主要作用是降低PAN的结晶性增加纤维的柔软性以及增加染料向纤维内部扩散的速率。

第三单体一般为含羧基或磺酸基的烯类单体。

现在工业上大都采用依康酸,其主要作用是增加对染料的亲和性。

共聚单体的选择必须考虑单体的竟聚率,单体将的竟聚率R1和R2不宜相差过大。

工业上一步法均相溶液聚合采用的无机溶剂有硫氰酸钠(国内就普遍使用)、氯化锌水溶液(Dow Chemical)、DMF(钟纺)、DMSO (东丽)等。

溶液聚合是选择溶剂必须考虑溶剂的链转移常数,聚丙烯腈溶液聚合的链转移常数不宜过大。

丙烯腈的聚合因使用不同的方法而选择不同的引发剂。

在均相溶液聚合中硫氰酸钠和DMSO通常选用偶氮二异丁腈作为引发剂。

聚丙烯腈的合成工艺

聚丙烯腈的合成工艺

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
COOCH 3
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%
主要原料
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% 。
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
热水
搅拌器
冷水
冷水
去单体喷 淋冷凝器 夹套用蒸汽 盘管加热

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

腈纶生产工艺

腈纶生产工艺

腈纶生产工艺腈纶是一种合成纤维,广泛应用于纺织品、鞋材、汽车材料等领域。

腈纶生产工艺是指将合成纤维聚丙烯腈通过聚合、纺丝、后处理等环节制成腈纶纤维的过程。

腈纶的生产包括以下几个主要工艺环节:聚合、纺丝、后处理。

首先是聚合,聚合是将丙烯腈进行聚合反应,得到聚丙烯腈。

该过程通常采用连续聚合反应,反应器内配置有催化剂和溶剂,为了促进反应进程,需要控制反应温度和压力。

反应结束后,通过过滤、洗涤、干燥等处理,得到丙烯腈的聚合物。

接下来是纺丝,纺丝是将聚合得到的聚丙烯腈溶液通过纺丝机进一步处理,得到腈纶纤维。

纺丝机通过旋转喷孔,将聚丙烯腈溶液喷射到空气中,使其快速凝固,并形成连续的纤维。

纤维被收集、拉伸、卷绕后进入后续的处理环节。

最后是后处理,后处理是指对纺丝得到的原纤维进行染色、平整、整理等操作。

这些操作旨在进一步改善纤维的品质和性能。

染色过程通常采用染液浸泡、烘干等处理;平整和整理通过机械加工使纤维表面平整,增加其光泽度和光滑度;同时还需要进行定型处理,使纤维保持所需形态。

在腈纶生产工艺中,还有一些辅助工艺起到重要作用,例如脱除剂处理、研磨处理等。

脱除剂处理是为了去除纺丝和后处理过程中产生的杂质和残留物,从而提高纤维的质量;研磨处理是为了改善纤维的触感和光泽,使用化学或物理方法处理纤维表面,使其更加光滑。

总的来说,腈纶生产工艺是一个复杂的过程,需要通过聚合、纺丝、后处理等多个环节来制备高品质的腈纶纤维。

这个过程需要严格控制各个环节的工艺参数,以确保纤维具有所需的品质和性能。

随着技术的不断发展,腈纶生产工艺也在不断改进和优化,用于生产更加高效、高性能的腈纶纤维。

腈纶生产工艺及应用

腈纶生产工艺及应用

腈纶生产工艺及应用
腈纶(Acrylic fiber),是一种合成纤维材料,其化学名为聚
丙烯腈(Polyacrylonitrile),是一种重要的合成纤维材料之一。

腈纶具有多种优异的物理性能和化学性能,因此被广泛用于纺织、化工、建材、汽车等行业。

腈纶的生产工艺主要包括以下几个步骤:
1. 聚合:将丙烯腈与其他单体(如酯类、酮类等)共聚合,经过聚合反应形成聚丙烯腈。

2. 溶解纺丝:将聚丙烯腈溶解于有机溶剂中,并添加相应的添加剂,形成纺丝溶液。

3. 纺丝:将纺丝溶液通过纺丝机器进行纺丝,形成连续的腈纶纤维。

4. 固化:将纺丝后的连续纤维经过牵伸、热固化等处理,使其具有所需的物理性能。

腈纶具有以下几个主要的应用领域:
1. 纺织品:腈纶纤维具有坚韧、耐磨等优点,被广泛用于纺织品制造。

例如,腈纶可以与棉、丝、毛等天然纤维进行混纺,制成不同类型的服装、家纺等。

2. 合成皮革:腈纶纤维具有柔软、耐磨等特点,可以用于合成
皮革的制造。

与传统的供甲醛及其他有害物质的合成皮革相比,腈纶合成皮革更环保、更安全。

3. 建材:腈纶纤维可以用于制作各种建材产品,如地毯、地垫、防滑垫等。

由于腈纶具有耐磨、耐高温等特性,使得这些建材产品更加耐用。

4. 汽车行业:腈纶纤维可以用于汽车内装饰品的制造,如座椅面料、车门饰板等。

腈纶具有耐光、不褪色等特点,使得它成为理想的汽车内饰材料。

总体来说,腈纶作为一种合成纤维材料,在众多领域都有重要的应用价值。

随着科技的不断发展和创新,腈纶的生产工艺和应用领域也将不断拓展和改进。

聚丙烯腈聚准备工序工艺流程简图

聚丙烯腈聚准备工序工艺流程简图

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腈纶的主要生产工艺流程

腈纶的主要生产工艺流程

腈纶的主要生产工艺流程1 前言腈纶是一种合成纤维,也称为聚丙烯腈纤维,是世界上第一种商用化的合成纤维之一。

腈纶以其良好的染色性、耐磨损性、抗皱性以及被称作“混纺之王”的优秀混纺性,被广泛应用于各种服装、家居纺织、工业织物等领域。

本文主要讲述腈纶的生产工艺流程。

2 原材料腈纶的主要原材料是聚丙烯腈(PAN)和纳米级氧化锆。

聚丙烯腈是由丙烯腈单体聚合而成,是一种无色、无味、高强度、高模量、高刚度的聚合物。

纳米级氧化锆则是为了提高纤维的强度和耐磨性而添加的,它可以形成纤维整体的骨架,使得纤维更加结实。

3 生产流程3.1 聚合聚合是整个生产流程的第一步,也是最重要的一步。

聚合过程就是将单体聚合成链状高聚物。

聚合采用乳液聚合法,聚合剂中添加了氧化锆和其他辅助剂,加入催化剂后通过控制反应温度和压力,让单体逐渐聚合。

在聚合过程中,需要注意控制反应热和剖面分布,以避免出现结晶性聚合物,导致纤维的牢度下降。

3.2 纺丝纺丝是将聚合物拉丝成纤维的过程。

聚合物熔融后会被输送到机械内部,再经过一系列过程,如压力、拉伸、降温、伸长和冷却,最终形成纤维。

纺丝过程中需要注意的是,要适当调整高温、高湿的环境,以及控制纤维的拉伸速度和张力,以确保纤维的整体强度和形态。

3.3 铺布铺布是将纤维铺盖在缫丝机上,生成纤维织物的过程。

在这个过程中,需要考虑到纤维混合、交错和重叠的情况,以保证织物自然度、均匀度和柔软度。

铺布过程中,还要注意工艺精度和控制密度的均匀性,以跑出高质量的织物。

3.4 加工加工是指将纤维织物进行染色、整理、压光和裁剪等处理,以满足特定的市场需求。

这个过程主要涉及到化学品的运用,因此需要特别的注意安全和环保问题。

加工后的腈纶制品可以被用于各种服装和纺织品的制造,具有非常广阔的市场前景。

4 结论腈纶是一种应用非常广泛的合成纤维,具有很强的强度、柔软度、延展性和耐磨性。

腈纶的生产工艺流程比较复杂,需要多个环节的精细控制,因此在生产的过程中,需要保证质量和安全。

丙烯腈 生产工艺

丙烯腈 生产工艺

丙烯腈生产工艺丙烯腈是一种有机化学品,分子式为CH2=CHCN,具有毒性和易燃性。

它是合成纤维聚丙烯腈的重要原料,也可用于制备橡胶、树脂、塑料、药品和染料等。

丙烯腈的生产工艺主要有以下几个步骤:1. 原料准备丙烯腈的原料是乙炔和氨气。

乙炔是通过炼油工艺分离出来的产品,氨气可以通过空气中的氮气和水生成。

原料的质量和纯度对后续步骤的影响很大,因此需要对原料进行初步处理和检测。

2. 反应器反应器是进行丙烯腈生产的核心装置。

反应器内部需要提供适宜的反应条件,如温度、压力和反应时间。

通常情况下,反应温度在350-500℃之间,压力在0.5-3.0 MPa之间。

3. 催化剂在反应器中,需要添加适当的催化剂来促进乙炔和氨气的反应生成丙烯腈。

常用的催化剂有金属氧化物、硫酸、磷酸等。

催化剂的选择要考虑反应的速率、选择性和催化剂的稳定性等因素。

4. 反应在反应器中,乙炔和氨气在催化剂的作用下进行反应生成丙烯腈。

反应过程中需要控制好反应的温度、压力和时间,并及时排除产生的副产物和废气。

5. 分离和纯化反应结束后,需要对产物进行分离和纯化。

通常采用蒸馏等方法将丙烯腈从其他杂质分离出来。

此外,还需要进行进一步的纯化工艺,如洗涤、结晶、萃取等。

6. 废气处理丙烯腈生产过程中会产生大量的有害气体和废水。

为了保护环境和人体健康,需要对废气进行处理。

常用的处理方法包括吸附、干燥、燃烧等。

7. 产品质量检测生产丙烯腈后需要进行产品质量检测,包括纯度、密度、凝固点、溶点、挥发性和杂质含量等。

对产品质量的检测可以确保产品的安全和合格。

以上是丙烯腈的生产工艺的基本步骤。

在实际生产中,还需要考虑安全措施、能源利用和设备维护等问题,以保证生产的顺利进行。

聚丙烯腈反应工艺

聚丙烯腈反应工艺

聚丙烯腈反应工艺材料科学与工程学院 201013020427杨艳艳1 聚丙烯腈聚合方法PAN溶液聚合的基本工艺为:丙烯腈、溶剂和少量助剂进入反应签,达到一定的温度条件,单体在引发剂的作用下打开双键连接为线性聚丙烯腈链并释放出反应热;这些溶有大分子的有机溶液经过一些后处理工序,成为最终聚合产品。

水相沉淀聚合是当前聚丙烯睛纤维工业中使用最广泛的方法。

水相沉淀聚合工艺具有连续相不参与聚合过程、聚合釜时空利用率高、体系粘度低、聚合热易除去、反应易稳定控制、生产灵活性大等优点。

2 聚合方法选择选择水相沉淀聚合中连续聚合方法,以二甲基亚砜为溶剂的工艺路线,该工艺路线采用丙烯腈为主单体,衣康酸、丙烯酸甲酯等物质作为共聚单体,二甲基亚砜为溶剂,通过偶氮二异丁腈热分解引发进行自由基链式聚合反应。

DMSO法聚合也可以采用连续聚合法,即:聚合主体过程按照转化率划分为前后两段,进出料均为连续过程,无批次划分。

其生产过程为:所有原料和助剂在混合成均匀溶液后,连续、定量进入聚合釜,并与已达到一定反应程度(70%以上)的丙烯腈—聚丙烯腈一二甲基亚砜溶液进行反应;该阶段得到的长链产物连续送入第二聚合釜,达到较高转化率(90%左右);此后经过连续脱单、脱泡、过滤等处理后达到一定的中控指标,恒压输送至纺丝单元。

DMSO法聚合的主要特点在于条件缓和及可控性好。

其工艺具有以下优点A、聚合体系温度条件和缓,通过普通的循环热水系统即可完成,不仅降低了成本,而且安全可靠,控制精度高。

B、所得纺丝液不易水解,能够长时间贮存,在纺丝过程条件条件更加温和可控,制得的原丝和碳纤维综合性能更好C、二甲基亚砜对碳钢有一定腐蚀,因此主物料管线设备使用不锈钢材质,但对空间影响不严重,现场除有机物料接触的管线设备外,其余都可采用碳钢材质和普通防腐技术,检修维护成本不高。

D、二甲基亚砜人身伤害性小,只需配备简单劳保措施,安全环保投入低。

E、二甲基亚砜稀溶液回收技术简单,回用效果好,成本方面可控。

腈纶的主要生产工艺流程

腈纶的主要生产工艺流程

腈纶的主要生产工艺流程
腈纶是一种合成纤维,具有优良的物理性能和化学性能,广泛应用于纺织、建筑、医疗等领域。

下面将介绍腈纶的主要生产工艺流程。

腈纶的原料主要是聚丙烯腈。

聚丙烯腈是一种合成树脂,通过聚合反应制得。

聚合反应中,将丙烯腈单体与引发剂、催化剂等混合,加热至适当温度进行聚合,生成聚丙烯腈。

这是腈纶生产的第一步。

第二步是纺丝。

将聚丙烯腈颗粒加热至熔化状态,然后通过纺丝机进行纺丝。

纺丝机中的熔融聚丙烯腈经过高速旋转的喷孔,形成细丝。

细丝经过冷却后,成为初始纤维。

接下来是拉伸。

初始纤维经过拉伸设备,拉伸速度逐渐增加,使纤维得到进一步改善。

拉伸可以提高纤维的强度和断裂伸长率,使其适合各种应用。

然后是干燥。

拉伸后的纤维含有较高的水分,需要通过干燥处理。

通常采用热风循环干燥的方法,将纤维置于烘箱中,通过热风的吹扫和热量的传递,使纤维中的水分蒸发。

接下来是定型。

干燥后的纤维需要进行定型处理,使其保持所需的形状和尺寸。

通常采用热定型的方法,将纤维置于高温环境中,使其恢复原有的形态并固定。

最后是加工。

定型后的腈纶纤维可以进行各种加工,例如纺织、编
织、织造等。

通过这些加工过程,可以将腈纶纤维制成各种织物、纱线、线绳等产品,用于各种领域。

腈纶的主要生产工艺流程包括聚合、纺丝、拉伸、干燥、定型和加工等步骤。

每个步骤都十分重要,各个环节的控制都会影响最终产品的质量。

通过科学的生产工艺和严格的质量控制,可以生产出优质的腈纶纤维,满足市场的需求。

聚丙烯腈纤维的生产过程与设备

聚丙烯腈纤维的生产过程与设备

聚丙烯腈纤维的生产过程与设备
一、聚丙烯腈纤维的性能和用途
聚丙烯腈纤维具有很多优良性能,其柔软性和保暖性好,近似于羊毛,所以有“合成羊毛”之称。

它具有很好的耐光性和耐辐射性能,适合于做
室外织物,在制作地毯人造毛皮方面有很大的优越性。

但其耐磨性能和耐
疲劳性能不够理想。

随着工艺的改进,有各种改性聚丙烯腈纤维和复合聚
丙烯腈纤维出现,使用性能不断提高,用途也随之不断扩大。

二、聚丙烯腈纤维的生产工艺路线
(1)不同的共聚物组成;
(2)不同的聚合方法(均相溶液聚合或水相沉淀聚合)及工艺规程;(3)不同的纺丝溶剂,目前生产上已采用的有:二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMA)、二甲基亚砜(DMSO)、碳酸乙烯酯(EC)、硫氰酸钠(NaSCN)、硝酸(HNO)、氯化锌(ZnCl)(4)不同的纺丝方法和工艺规程(湿法、干法、干湿法);
(5)不同的拉伸、后处理工艺规程(先水洗后拉伸、先拉伸后水洗,以
及各种不同的后处理工序);(6)不同的溶剂回收工艺。

第二节丙烯腈的聚合
丙烯腈的聚合绝大多数采用溶液聚合法,它根据所用的溶剂的不同,
又可分为均相溶液聚合和非均相沉淀聚合两种。

均相聚合就是所用的溶剂既能够溶解单体,又能溶解反应后所生成的高聚合物。

反应完毕,聚合液可直接用于纺丝,称为一步法。

非均相聚合所用的溶剂只能够溶解或部分溶解单体,而不能溶解所有的聚合物。

在聚合过程中聚合物不断地呈絮状沉淀析出,如作纺丝用,还需经过分离,用另外的溶剂重新溶解制成纺丝原液,送去纺丝成形,因此称为二步法。

又由于非均相聚合的溶剂大多采用水,故又称它为水相沉淀聚合。

腈纶的合成方法

腈纶的合成方法

腈纶的合成方法腈纶,又称聚丙烯腈(PAN),是一种合成纤维中的一种。

腈纶具有强度高、耐磨、耐腐蚀、不易生霉等优点,被广泛应用于制作衣服、家居用品、工业用品等领域。

本文将介绍腈纶的合成方法。

一、腈纶的化学结构腈纶的化学结构为(-CH2-CH(CN)-)n,其中n表示重复单元数。

腈纶分子中含有氰基,也称为腈基,因此腈纶的合成过程是通过腈基的聚合反应来完成的。

腈纶的合成方法有两种:一种是氰化法,另一种是溶剂法。

氰化法是利用丙烯腈与氢氧化钠作用生成氢氧化物盐,再经由蒸馏法得到腈纶;溶剂法是利用丙烯腈、有机溶剂和引发剂作用合成腈纶。

1.氰化法氰化法是最早被发现的腈纶合成方法,其过程如下:(1)丙烯腈氧化:将丙烯腈与空气在空气氛围中加热至60~65 ℃,使其发生自然氧化反应。

自然氧化反应的主要产物是丙烯醛和丙二酸。

(2)氢氧化:将得到的氧化物与水和氢氧化钠混合,生成氢氧化物盐,如二氢化丙烯腈盐。

(3)蒸馏法:经蒸馏法将氢氧化物盐分解得到腈纶。

2.溶剂法溶剂法是近年来发展起来的一种新型腈纶合成方法,利用丙烯腈和有机溶剂在引发剂作用下,通过聚合反应得到腈纶。

其过程如下:(1)聚合反应:将丙烯腈和有机溶剂(如苯、四氢呋喃等)混合,并加入引发剂,进行高聚反应。

(2)沉淀:过滤得到未溶解的聚合物,然后用水和有机溶剂混合,使其重新溶解。

(3)脱溶:将溶液脱溶,得到聚合后的腈纶。

三、腈纶的应用腈纶由于其性质优良,被广泛应用于纺织、印刷、涂料等行业。

其中应用最为广泛的是纺织行业。

腈纶纤维因为它具有耐磨、不易起皱、抗静电、抗紫外线、不透水等优点,被广泛应用于制作外衣、袜子、手套等各类服饰。

腈纶纤维可与其他纤维混纺,使混纺面料具有更加丰富的性能和用途。

在工业方面,腈纶也被用于制造刷子、滤布等工业用品。

四、总结除了腈纶的制备方法和应用领域,下面我们来介绍一些与腈纶相关的常用术语和性能指标。

1. 腈纶的性能指标(1)强度:腈纶的强度非常高,可以达到其他合成纤维无法比拟的水平。

聚丙烯腈的合成工艺

聚丙烯腈的合成工艺

聚丙烯腈的溶液聚合工艺简述摘要主要概述了聚丙烯腈均相溶液聚合和水相沉淀聚合聚合工艺以及影响两种聚合的因素。

关键词聚丙烯腈溶液聚合工艺1 前言聚丙烯腈(PAN)主要用于室外纺织品、滤材以及碳纤维原丝等,最初是由法国化学家在19世纪末合成出来的,而直到20世纪30年代德国化学家才将其用于石油和耐汽油橡胶中。

杜邦公司最开始采用DMF为溶剂生产聚丙烯腈。

但均聚的聚丙烯腈由于氰基存在分子间的氢键和范德华力强内聚能高,如此大的次价键使得其手感僵硬而分子间堆砌紧密造成染料进入其内部因此染色困难。

于是就开始有了加入第二第三单体对聚丙烯腈进行共聚改性以改善其手感和染色性能。

2 聚丙烯腈的溶液聚合工业上生产聚丙烯腈的方法主要是自由基聚合但也有报道一些其他的聚合方法,比如阴离子聚合和基团转移聚合等[1]。

聚丙烯腈的溶液聚合可以根据溶剂对聚合物的溶解能力分为均相溶液聚合和非均相溶液聚合两种。

2.1 均相溶液聚合工业化生产应用的聚丙烯腈大多是三元共聚物,除了丙烯腈(约占88%-95%)外,还有第二单体和第三单体。

工业上的丙烯腈在运输储藏过程中为了避免自聚一般需要加入阻聚剂,为了减少除去阻聚剂这步工序,一般采用易挥发的氨。

工业上采用的第二单体一般为非离子型单体如甲基丙烯酸甲酯等,其主要作用是降低PAN的结晶性增加纤维的柔软性以及增加染料向纤维内部扩散的速率。

第三单体一般为含羧基或磺酸基的烯类单体。

现在工业上大都采用依康酸,其主要作用是增加对染料的亲和性。

共聚单体的选择必须考虑单体的竟聚率,单体将的竟聚率R1和R2不宜相差过大。

工业上一步法均相溶液聚合采用的无机溶剂有硫氰酸钠(国内就普遍使用)、氯化锌水溶液(Dow Chemical)、DMF(钟纺)、DMSO(东丽)等。

溶液聚合是选择溶剂必须考虑溶剂的链转移常数,聚丙烯腈溶液聚合的链转移常数不宜过大。

丙烯腈的聚合因使用不同的方法而选择不同的引发剂。

在均相溶液聚合中硫氰酸钠和DMSO通常选用偶氮二异丁腈作为引发剂。

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聚丙烯腈纤维及其合成工艺摘要:聚丙烯腈纤维由聚丙烯腈或丙烯腈含量大于85%(质量百分比)的丙烯腈共聚物制成的合成纤维。

丙烯腈的聚合属于自由基型链式反应,通常有丙烯腈经自由基引发剂引发聚合而成。

其聚合方法根据所用溶剂(介质)的不同,可分为均相溶液聚合(一步法)和非均相溶液聚合(二步法)。

关键词:聚丙烯腈纤维;合成工艺;均相溶液聚合;水相沉淀聚合一、前言聚丙烯腈纤维的商品名是腈纶,由聚丙烯腈或丙烯腈含量大于85%(质量百分比)的丙烯腈共聚物制成的合成纤维。

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%,强度比羊毛高1~2.5倍,有合成羊毛之称。

因为聚丙烯腈纤维具有柔软、膨松、不易染、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、装饰等领域。

二、聚丙烯腈的结构和特性1、聚丙烯腈的结构聚丙烯腈自问世,因其严重的发脆、熔点高,当加热到280~290℃还未熔融就开始分解无法进行纺丝的缺点,应用受到限制。

使用第二单体与丙烯腈共聚,聚合物分子间作用力降低,克服了脆性并改善了柔性和弹性,使聚丙烯腈成为重要的合成纤维品种。

以后随着第三单体的引入,进一步改善了纤维的染色性,这样聚丙烯腈的生产才得到迅速发展。

常用的第二单体有丙烯酸甲酯(CH2=CH-COOCH3)、甲基丙烯酸甲酯[CH2C(CH3)COOCH3]、醋酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)等中性单体,第三单体有丙烯磺酸[CH2=C(SO3H)-CH3]、丙烯酸(CH2=CHCOOH)、衣康酸(CH2=CHCOOHCH2COOH)等。

例:由丙烯腈、丙烯酸甲酯和丙烯磺酸聚合成的聚丙烯腈纤维的结构如下:2、聚丙烯腈的特性(1)聚丙烯腈纤维的热学性能聚丙烯腈纤维具有特殊的热收缩性,将纤维热拉伸1.1~1.6倍后骤然冷却,则纤维的伸长暂时不能恢复,若在松弛状态下高温处理,则纤维会相应地发生大幅度回缩,这种性质称为聚丙烯腈纤维的热弹性。

(2)聚丙烯腈纤维的吸湿性与染色性吸湿性较差,标准回潮率为1.2%~2%。

由于聚丙烯腈纤维中加入了第二、第三单体,改善了染色性,可采用阳离子染料或酸性染料染色。

(3)聚丙烯腈纤维的物理性质聚丙烯腈为白色粉末状物质,密度为1.14~1.15g/cm2,在220℃~230℃软化的同时发生分解。

聚丙烯腈纤维大分子中含有氰基,能吸收日光中的紫外线而保护分子主链,因而聚丙烯腈纤维的耐光性是最好的。

成纤聚丙烯腈的分子量通常在10000以上,而且要求分子量分散性较小。

(4)聚丙烯腈纤维的化学性质聚丙烯腈对化学药品的稳定性良好,但在浓硫酸、浓硝酸、浓磷酸的作用下会溶解。

耐碱性比锦纶差,在热稀碱、冷浓碱溶液中会变黄,在热浓碱溶液中会立即被破坏。

三、聚丙烯腈纤维的合成工艺1、聚丙烯腈的合成丙烯腈的聚合属于自由基型链式反应,通常有丙烯腈经自由基引发剂引发聚合而成。

其聚合方法根据所用溶剂(介质)的不同,可分为均相溶液聚合(一步法)和非均相溶液聚合(二步法)。

均相溶液聚合,所用的溶剂既能溶解单体,又能溶解聚合物,例如 NaSCN 水溶液、氯化锌水溶液等。

聚合结束后,聚合可直接纺丝,使聚合纺丝连续化。

非均相溶液聚合,聚合过程中聚合物不断地呈絮状沉淀析出,需经分离以后用合适的溶剂重新溶解,以制成纺丝原液才可以纺织纤维。

均相溶液聚合是采用的溶液是水则称为“水相沉淀聚合法”。

聚丙烯腈纤维以丙烯腈为主(其质量含量大于85%)的三元共聚物,第二单体和第三单体的种类、含量和作用如表一所示。

2、聚丙烯腈的均相溶液聚合工艺整个流程为分四个工序,分别为配料、聚合、脱除单体及原液准备。

2.1均相溶液聚合的配料NaSCN水溶液作为溶剂的均相溶液聚合的配方原料如表二所示。

2.2均相溶液聚合的聚合过程NaSCN水溶液作为溶剂的均相溶液聚合工艺流程图如图一所示,原料丙烯醇、丙烯酸甲脂、衣康酸一钠盐溶液(用22%NaOH水溶液将衣康酸配制成13.5%衣康酸一钠盐溶液)、偶氮二异丁腈和二氧化硫脲、硫氰酸钠水溶液均分别计量后连续地以稳定的流量注人混合器内,与聚合浆液中脱除出的未反应单体等物充分混合,调节pH=4.8-5.2并调温后,与异丙醇在输送管道中混合连续地送入聚合釜中,在反应釜内进行聚合,其聚合工艺条件为:聚合釜反应温度为76-80℃,聚合反应时间为1.2-1.5小时,搅拌速度为50-80 r/min。

2.3聚合物脱除单体聚合后浆液在两个脱单体塔内真空脱除未聚合的单体。

从混合器中抽出一部分混合液冷至9℃送入单体冷凝器作为喷淋液使用,由两个脱单体塔分离逸出的混合蒸汽被喷淋液冷凝成液体,一起返回到混合器循环使用。

蒸汽被冷凝成液体,体积大大减小因而形成真空,聚合液中最终单体含量低于0.2%,把聚合物单体通入原液聚合槽中进行进一步的混合及储存。

原液混合槽中的单体送到脱泡桶中,余压为1.3-3.3Kpa的真空下脱除原液中的气泡,再与混合消光剂的添加剂在纺前多级混合器中混合,之后再通入原液过滤机除去机械杂质,之后聚合物可作为纺丝原液直接送去纺丝。

图一聚丙烯腈均相聚合工艺流程简图(连续法)2.4原液准备原液准备过程由四个设备来完成:(1)原液混合槽,若前面工序所得的产物不稳定,它的庞大体积起着“混合”和“仓库”的作用;(2)脱泡桶,真空下脱除原液中的气泡,有利于纺丝;(3)纺前多级混合器,用以混合消光剂等添加剂;(4)原液过滤器,用以除去原液中的机械杂质。

以硫氰酸钠一步法均相溶液聚合为例,其原料丙烯腈、第二单体丙烯酸甲酯(MA)、异丙醇及48.8%硫氰酸钠水溶液等分别经由计量泵计量后放人配料桶。

引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)和浅色剂二氧化硫脲(TUD)经称量后,经由旋流液封加料斗加入配料桶。

衣康酸(ITA)则被调成一定浓度水溶液经计量相加入配料桶。

调好后连续地以稳定的流量注入试剂混合桶,然后,与从聚合浆液中脱除的未反应单体等充分混合并调温后.用计量泵连续送入聚合釜进行聚合反应。

聚合反应结束后,料液进入脱单体塔,将未反应的单体分离并抽提到单体冷凝器,由反应油混合液冷凝后带回试剂混合桶。

对于低转化率聚合反应,出料混合物中非反应单体约含40%~45%,中转化率反应则含30%左右。

料液中单体含量不应超过0.3%。

脱单体后聚合物溶液经脱泡、调湿、过滤即可送去纺丝。

3均相溶液聚合工艺的主要控制因素(1)单体的配比及总浓度聚丙烯腈纤维中的三种单体的配比一般是AN(M1):M2:M3=94.5~88:5~10:0.5~2。

用NaSCN水溶液作为溶剂的均相溶液聚合时,反应所得的聚合物溶液可以直接作为纺丝原料去纺丝。

根据产品纤维及纺丝工艺的要求,控制聚合物的分子量在5~8万,原液中的聚合物浓度为12.2%~13.5%,NaSCN浓度为44%~45%。

则聚合物配料中的单体总浓度控制在17%~21%。

表三单体浓度对聚合反应的影响(2)聚合温度氰酸因单体的沸点较低,故适宜的反应温度在80℃以下,一般在76~78℃。

(3)原料中杂质的影响单体中常含有氢氰酸、乙醛、乙腈等杂质,会影响反应速率和降低聚合物的分子量。

故各种原料的纯度必须控制。

(4)聚合时间及转化率聚合时间短,聚合热来不及散发,聚合转化率低;聚合时间长,则会降低设备的生产能力。

一般通过调整引发剂等因素使得聚合时间控制在1.5~2.0h,并达到一定的聚合转化率(低转化率在50%~55%,中转化率在70%~75%)即停止聚合。

表四聚合时间对聚合转化率和聚合分子量的影响聚合时间/min 总固体/% 转化率/% 分子量AN/560 11.5 67.6 85300 87.880 12.14 71.4 86300 86.8120 12.12 71.3 77500 88.1(5)介质pH值pH小于4时,NaSCN易发生分解,故一般控制在4.8~5.2。

(6)引发剂和分子量调节剂常用的引发剂为偶氮二异丁腈,随引发剂浓度的增加,聚合速率加快,但聚合分子量降低。

分子量调节剂为异丙醇,实验表明,聚合液的平均分子量随异丙醇的用量增加而递减,而转化率变化很小,故用异丙醇的加入来调节聚合物的分子量大小。

图二偶氮二异丁腈对AN共聚的影响(7)染色剂二氧化硫脲的影响浅色剂的作用是防止空气中的氧或其它氧化剂对聚合体系中有机原料或溶剂的氧化,以保持稳定。

二氧化硫脲(TUP)是一种性能量良好的浅色剂,能改善聚丙烯腈纤维的色泽。

加入0.75% 时,透光率可提高到95%,通常加入量为单体量的0.5-1.2%左右。

4、均相溶液聚合工艺的特点(1)聚丙烯腈不溶于丙烯腈,但丙烯腈与丙烯酸甲酯等第二单体共聚合,溶解性能改善,可溶于硫氰酸钠、二甲基甲酰胺等溶剂中进行均相溶液聚合。

(2)丙烯腈溶液聚合中,存在多种链转移反应,由于溶剂的存在,大分子自由基向溶剂的链转移,结果使大分子支化受到抑制。

因此,一般选择链转移常数适当的溶剂,且用异丙醇或乙醇作调节剂。

(3)丙烯腈聚合中,采用不同溶剂、不同的聚合方法,对引发剂的选择也有所不同。

例如硫氰酸钠、二甲基聚砜为溶液常以偶氮二异丁腈为引发剂。

(4)丙烯腈单体活性较大,可以同许多单体进行共聚改性,为改善聚丙烯腈纤维性能奠定了基础。

5、丙烯腈的水相沉淀聚合对聚丙烯腈纤维生产来说,采用水相沉淀聚合供以后取得的聚合物,必须再行溶解才可以纺丝,这种将树脂生产与纺丝工序分段进行的“聚合”+“溶解纺丝”的方法,故又称为聚丙烯腈纤维的“二步法”。

单体在水中有一定的溶解度,当用水溶性引发剂引发聚合时,生成聚合物不溶于水而从水相中沉淀析出,所以称为“水相沉淀聚合法”。

5.1水相沉淀聚合的工艺流程5.1.1水相沉淀聚合的原料工艺条件丙烯腈水相沉淀聚合是聚丙烯腈纤维的主要生产方式之一,它是根据丙烯腈单体在水中有一定溶解度(20℃-7.35%,40℃-7.9%,60℃-9.10%)而聚合物则不溶于水的特点而进行通常采用水溶性氧化还原引发体系。

引发剂的分解活化能较低,聚合可以在30℃~50℃之间甚至还可以在更低温度下进行。

水相沉淀聚合的有反应热容易控制,产物的分子量分布较均一,聚合速度快,聚合体转化率较高等特点。

其工艺条件如表五所示。

表五水相沉淀聚合工艺条件5.1.2水相沉淀法的聚合过程图三聚丙烯腈(连续式)水相沉淀聚合工艺流程示意图丙烯腈连续式水相沉淀聚合工艺流程如图三所示,其整个流程分为四个工艺,分别是原料准备、聚合、回收为反应的单体及聚合物后处理。

原料丙烯醇、丙烯酸甲脂、第三单体、NaClO3—Na2SO3水溶液等引发剂和水通过计量泵打入聚合釜。

用次硝酸调节聚合液的pH值为1.9-2.2,在40℃下进行聚合反应,控制一定的转化率,之后将聚合釜内含单体的聚合淤浆压至碱终止釜,用氢氧化钠水溶液调节pH值使反应终止。

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