聚丙烯腈的合成工艺
相关主题
- 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)。
来自百度文库
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
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
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
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
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；
1 溶液聚合
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% 0.75%
浅色剂（二氧化硫脲） 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%
聚丙烯腈的合成工艺
高二
梁腾辉
聚丙烯腈简介 聚合方法 聚合配方 影响聚合的主要因素 聚合工艺
腈纶的概述
（聚丙烯腈纤维）是以丙烯腈为 主要单体（含量大于85%）与少量 其他单体共聚而得的高聚物。
腈纶纤维
合成羊毛
“奥纶”、 “开司米纶”
聚丙烯腈的分子链结构
加第二单体
加入第三单体
CH 2 CH CN CH 2 CH CH2 CH CH 2SO 3Na
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。
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% 。
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
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
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
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
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；
1 溶液聚合
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% 0.75%
浅色剂（二氧化硫脲） 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%
聚丙烯腈的合成工艺
高二
梁腾辉
聚丙烯腈简介 聚合方法 聚合配方 影响聚合的主要因素 聚合工艺
腈纶的概述
（聚丙烯腈纤维）是以丙烯腈为 主要单体（含量大于85%）与少量 其他单体共聚而得的高聚物。
腈纶纤维
合成羊毛
“奥纶”、 “开司米纶”
聚丙烯腈的分子链结构
加第二单体
加入第三单体
CH 2 CH CN CH 2 CH CH2 CH CH 2SO 3Na
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。
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% 。