介紹 中文名:聚丙烯腈
英文簡寫:PAN 英文名稱:polyacrylonitrile
英文別名 2-Propenenitrile,homopolymer; acl1050; acrylonitrile,polymers; acrylonitrilehomopolymer;acrylonitrilepolymer; biospal1200s; biospal1800s
分子量:(C3H3N)n
研究歷史 聚丙烯腈纖維的研究始於30年代。1931年德國Rain首次製造了聚丙烯腈(PAN),但由於此種
聚合物 不溶於大多數有機、無機溶劑,且熔融溫度高於
分解溫度 ,所以無法採用當時已知的溶液
紡絲 及
熔融法 紡絲,PAN未能製成纖維。40年代,PAN纖維首先由
杜邦公司 實現了工業化。
聚丙烯腈纖維 是指由聚丙烯腈紡制的纖維或丙烯腈含量占85%以上的
共聚物 紡制而成的纖維。2000年世界聚丙烯腈纖維產量2.6685Mt,我國聚丙烯腈纖維產量473.7kt。
聚丙烯腈纖維的研發趨勢,可以歸納為二個方面;其一,是新成纖工藝研究,如採用增塑劑法,合成聚丙烯腈共聚物,以期降低聚丙烯腈大分子間的相互作用從而降低聚合物的熔點,來採用熔融紡織工藝或提高幹噴濕紡工藝中紡絲漿液的濃度,達到提高成纖後原絲力學性能的目的。其二,是研究聚丙烯腈纖維的新品種,例如
阻燃性 聚丙烯腈纖維,高收縮性聚丙烯腈纖維,聚丙烯腈纖維紡絲過程中的線上著色技術,抗靜電
聚丙烯腈纖維 ,高吸水率聚丙烯腈纖維,細旦絲纖維,複合聚丙烯腈纖維,抗菌防臭聚丙烯腈纖維,遠紅外聚丙烯腈纖維,高強高模聚丙烯腈纖維等。
編號系統 CAS號:25014-41-9
MDL號:MFCD00084395
RTECS號:AT6977900
物理性質 聚丙烯腈纖維 熔點 317 °C
丙烯腈分子式 密度 1.184 g/mL at 25 °C(lit.)
折射率 n20/D 1.514
化學性質 單體分子結構式:丙烯腈。
毒理學數據 1 試驗方法:口服 攝入劑量:3毫克/千克 測試對象:齧齒動物-鼠 毒性類型:急性 毒性作用: 1.肝臟重量的變化 2.腎上腺重量的變化 。 2 試驗方法: 吸入 攝入劑量: 25 毫克每立方米 測試對象: 齧齒動物-鼠 毒性類型: 急性 毒性作用: 詳細的毒副作用沒有報告以外的其他致死劑量值。 3 試驗方法: 口服 攝入劑量: 45 mg/kg/26W-I 測試對象: 齧齒動物-鼠 毒性類型: MutipleDose 毒性作用: 1.脂肪肝豆狀核變性 2.腎,輸尿管,膀胱-改變管(包括急性腎功能衰竭,急性腎小管壞死) 3.甲狀腺功能減退症。
計算化學數據 1、疏水參數計算參考值(XlogP):0.2
2、氫鍵供體數量:0
3、氫鍵受體數量:1
4、可旋轉化學鍵數量:0
5、拓撲分子極性表面積(TPSA):23.8
6、重原子數量:4
7、表面電荷:0
8、複雜度:54.9
9、同位素原子數量:0
10、確定原子立構中心數量:0
11、不確定原子立構中心數量:0
12、確定化學鍵立構中心數量:0
13、不確定化學鍵立構中心數量:0
14、共價鍵單元數量:1
製備 聚丙烯腈纖維有多種不同的生產方法,形成了各具特點的工藝路線。這些工藝路線的共同點是:採用溶液(濕法和乾法)
紡絲 方法,有相應的溶劑回收處理等。這些工藝路線的不同點是:不同的共聚物組成;不同的聚合(非
均相沉澱 聚合或均相聚合)方法;不同的紡絲溶劑(可採用二甲基甲醯胺,
二甲基乙醯胺 ,二甲基亞碸,
碳酸乙烯酯 ,
硫氰酸鈉 ,硝酸,氯化鋅等):不同的紡絲方法(濕法或
乾法紡絲 ,濕法中採用不同凝固浴);不同的牽伸、後處理工藝;不同的溶劑回收工藝。各種工藝中,最主要的因素是
溶劑 ,不同的溶劑決定了紡絲液的製備條件、紡絲條件、
溶劑 回收方法和廢水處理方法等一系列工藝特點,也影響到防火、防毒及設備選材等許多方面。
由懸浮聚合法製得的是白色固體粉末,溶於二甲基甲醯胺等有機溶劑或硫氰酸鹽等溶液中;由溶液聚合法製得的是聚丙烯腈溶液。
無鹵阻燃PAN纖維製備
將1g真空乾燥後的P(AN-co-VAc) 纖維加入到500mL單口燒瓶中,通過加入KOH水溶液來調節體系的pH值,並於室溫下攪拌12h後取出纖維,用去離子水洗滌至中性,最後將其置於60℃的真空烘箱中乾燥24h,從而獲得對應pH值為10,12及14的水解後的P(AN-co-VAc) 共聚物纖維。
向裝有恆壓滴液漏斗的500mL三口燒瓶中依次加入0.5g上述於pH=12、水解12h條件下製備的乾燥的P(AN-co-VAc) 共聚物纖維的水解產物及20 m L二甲基甲醯胺(DMF) ,並浸漬1h後,於室溫並在磁力攪拌的作用下向恆壓滴液漏斗中緩慢滴入5 mL O,O-二乙基磷醯氯,然後升溫至60℃,反應5h,將纖維取出後用無水乙醇洗滌2次,再用蒸餾水洗滌3次,乾燥後即獲得無鹵阻燃聚丙烯腈纖維。
性質與穩定性 遵照規定使用和儲存則不會分解。
貯存方法 密閉於陰涼乾燥環境中。
套用 聚丙烯腈纖維(俗稱腈
綸 )的強度並不高,耐磨性和抗疲勞性也較差。聚丙烯腈纖維的優點是耐候性和耐日曬性好,在室外放置18個月後還能保持原有強度的77%。它還耐化學試劑,特別是
無機酸 、漂白粉、過氧化氫及一般
有機試劑 。聚丙烯腈對鹼不穩定,遇鹼易著色,在80℃以上的濃鹼中能水解為
聚丙烯酸鈉 。在回彈性和捲曲性方面,與羊毛存在很大的差距。隨著
合成纖維 生產技術的不斷發展,複合聚丙烯腈纖維以及各種改性聚丙烯腈相繼出現,如高收縮、抗起球、親水、抗靜電、阻燃、細纖度、異型截面等品種都已有商品生產。
聚丙烯腈纖維
聚丙烯腈纖維廣泛用來代替羊毛,或與羊毛混紡製成毛
織物 等,可代替部分羊毛製作毛毯和
地毯 等織物,還可作為室外織物,如滑雪外衣、
船帆 、軍用
帆布 、帳篷等。
聚丙烯腈中空纖維膜具有透析、
超濾 、
反滲透 和微過濾等功能,可用於醫用器具、人工器官、超純水製造、污水處理和回用等。
共聚
單體 含量儘量降低的普通腈綸,經
預氧化 和
碳化 ,可獲得含碳量93%左右的耐1000℃高溫碳纖維。
聚丙烯腈主要用於製造合成纖維(如腈綸)。用85%以上的丙烯腈和其他第二、第三單體共聚的
高分子聚合物 仿製的合成纖維。聚丙烯腈纖維的中國商品名。俗稱人造羊毛。美國杜邦公司於20世紀40年代研製成功純聚丙烯腈纖維(商品名為奧綸),因染色困難、易原纖化,一直未投入工業化生產。後來在改善聚合物的可仿性和纖維的染色性的基礎上,腈綸才得以實現工業化生產。各個國家有不同的商品名,如美國有奧綸、
阿克利 綸、克麗斯綸、澤弗綸,英國有考特爾,日本有毛麗龍、
開司米綸 、依克絲蘭、
貝絲 綸等。腈綸密度一般為1.16~1.18克/厘米3,
標準回潮率 為1.0%~2.5%。纖維的特點是蓬鬆性和保暖性好,手感柔軟,並具有良好的耐氣候性和防霉、防蛀性能。主要用做人造纖維,俗稱人造羊毛;制毛線、針織物(純紡或與羊毛混紡)和
機織物 ,尤其適宜作室內裝飾布,如窗簾等。在材料學中常以聚丙烯腈為基體來合成多空材料,例如PAN基活性炭。
也可以用於
鋰離子 聚合物電池的電解質聚合物基體,離子電導率較高,能達到10鋰離子遷移數也大於PEO系,可達到0.5,但PAN鏈上有較強的極性基團-CN,與鋰電極相容性差,鈍化現象比較嚴重。
注意事項 應急處理方法 一、泄漏應急處理
切斷火源。戴自給式呼吸器,穿一般消防防護服。在確保全全情況下堵漏。噴水霧可減少蒸發。用砂土或其它不燃性吸附劑混合吸收。然後運至空曠的地方掩埋、蒸發、或焚燒。如大量泄漏,利用圍堤收容,然後收集、轉移、回收或無害處理後廢棄。
二、防護措施
呼吸系統防護:空氣中濃度較高時,應該佩戴防毒面具。緊急事態搶救或撤離時,建議佩戴自給式呼吸器。
眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。
身體防護:穿防靜電工作服。
手防護:戴防護手套。
其它:工作現場嚴禁吸菸。避免長期反覆接觸。
三、急救措施
皮膚接觸:脫去污染的衣著,用肥皂水及清水徹底沖洗。
眼睛接觸:立即翻開上下眼瞼,用流動清水沖洗15分鐘。就醫。
吸入:脫離現場至空氣新鮮處。呼吸困難給輸氧。呼吸停止時,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:誤服者用水漱口,飲足量溫水,催吐,立即就醫。
安全術語 S24/25 Avoid contact with skin and eyes。避免與皮膚和眼睛接觸。
貯存方法 密閉於陰涼乾燥環境中。