聚丙烯腈纤维的研究始于30年代。1931年德国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。

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。

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。[1]

熔点:317 °C

密度:1.184 g/cm3

外观: 白色或略带黄色的不透明粉末

溶解性: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[1]

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。[2]

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。

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。[2]

无卤阻燃PAN纤维制备

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