聚丙烯腈(pan(化學品聚丙烯腈))

聚丙烯腈(化學品聚丙烯腈)

pan(化學品聚丙烯腈)一般指本詞條

丙烯腈,polyacrylonitrile,(C3H3N)n,是一種化學物質,由單體丙烯腈經自由基聚合反應而得到。大分子鏈中的丙烯腈單元是接頭-尾方式相連的。主要用於制聚丙烯腈纖維,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。

基本介紹

  • 中文名:聚丙烯腈
  • 英文名:polyacrylonitrile
  • 別稱:PAN
  • 分子量:(C3H3N)n
  • 熔點:317 °C
  • 密度:1.184 g/mL at 25 °C(lit.)
  • 折射率:n20/D 1.514
介紹,研究歷史,編號系統,物理性質,化學性質,毒理學數據,計算化學數據,製備,性質與穩定性,貯存方法,套用,注意事項,應急處理方法,安全術語,貯存方法,

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

聚丙烯腈纖維聚丙烯腈纖維
聚丙烯腈外觀為白色或略帶黃色的不透明粉末;相對密度1.12,玻璃化溫度約90℃。它溶於二甲基甲醯胺二甲基亞碸環丁碸、硝酸亞乙基酯等極性有機溶劑,還能溶於硫氰酸鹽、過氯酸鹽、氯化鋅溴化鋰等無機鹽的濃水溶液,以及濃硝酸等特殊溶劑。它的軟化溫度分解溫度很接近,加熱至200℃以上也不熔化,而是逐漸著色,以至碳化。
熔點 317 °C
丙烯腈分子式丙烯腈分子式
密度 1.184 g/mL at 25 °C(lit.)
折射率 n20/D 1.514

化學性質

丙烯腈是由單體丙烯腈經自由基聚合反應而得到。大分子鏈中的丙烯腈單元是接頭-尾方式相連的。
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)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
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。

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