腈纶的用途和生产方法及工艺
腈纶的综述
07高分子一班卢玉亮 07206020144
摘要：腈纶工业始于20世纪50年代，先后经历了快速发展期，缓慢期，进入21世纪发展速度呈现螺旋上升的趋势，在发达国家产量逐渐降低，而发展中国家产量不断走高。腈纶的用途多种多样，它产量大，价格便宜，质量堪比羊毛、棉花。在纺织行业中有着举足轻重的地位。腈纶的生产工艺也多种多样，而氯化锌一步法又是其中比较成熟的工艺。
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1．绪论
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。腈纶在化学纤维中需求量一直身居显赫，并能保持此位置而抵住涤纶、尼龙汲取烯烃类纤维的强烈竞争，原因在于腈纶具有诸多非常有用而重要的优势。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。所以了解一下腈纶的用途和它的发展简史以及生产方法和生产工艺，对于化工从业人员来说是非常必要的。
2.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。
3.腈纶的发展历史
早在100多年前人们就已制得聚丙烯腈,但因没有合适的溶剂，未能制成纤维。1942年，德国人H.莱因与美国人G.H.莱瑟姆几乎同时发现了二甲基甲酰胺溶剂，并成功地得到了聚丙烯腈纤维。1950年，美国杜邦公司首先进行工业生产。以后,又发现了多种溶剂,形成了多种生产工艺。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，提高了实用性，促进了聚丙烯腈纤维的发展。
腈纶工业从2O世纪5O年代在美国、德国和日本实现了工业化生产，6O年代和7O年代世界腈纶工业快速发展，到8O年代由于服用纤维转向棉和天然纤维，而且原料价格上涨，成本增加，导致腈纶增长减缓。欧洲、美国、日本等发达国家和地区因腈纶生产中物耗、能耗和环境影响等因素逐渐处于停滞或萎缩状况，并向发展中国家转移。1984年，聚丙烯腈纤维的世界产量为2.4Mt。2000-2006年，我国平均每年要进口411kt腈纶，已经成为世界最大腈纶输入国。
近年来世界腈纶产量不断减少。美国目前唯一腈纶生产厂Solutia公司在2005年已退出腈纶产业，墨西哥生产厂也宣布自2006年从腈纶退出，欧洲和日本、韩国也在减小腈纶产量。1990-2005年，世界腈纶生产的平均增长率仅有0．8％，其总体变化不大，基本保持平衡。2004年全球腈纶产量为2 750kt，占化纤总量的比例为7．96％；2005年全球腈纶产量为2 619 kt，占化纤总量的比例为7．78％。2006年全球腈纶产量继续下降约4％。
在世界经济一体化大趋势中, 睛纶产业链形成了国际供需分工新格局。发达国家产品侧重于个性化、功能化、环保化和高技术化;发展中国家则主要生产中低档常规产品。我国腈纶工业要想在激烈的竞争中生存发展下去, 就要突破科技创新的贫乏区, 努力提高产品的科技含量, 研制开发高性能、高技术的腈纶纤维, 进一步向精、深、细加工方向发展, 确保产品质量的稳定,逐步提高产品的附加值。
4. 腈纶的合成
世界各国生产的聚丙烯腈纤维大多由三元共聚物制得,丙烯腈占90 %～94 % ,第二单体加入量为5 %～8 % ,第三单体为013 %～210 %。加入第二单体的目的是为了提高纤维的机械强度、弹性和手感,在一定程度上也可以改善染色性能。常用的第二单体有丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯和丙烯酰胺等。加入第三单体的目的是引入一定数量的亲染料基团,增加纤维对染料的亲和力,可制得色谱齐全、颜色鲜艳、染色牢度好的纤维。第三单体分两大类:一类是对阳离子染料有亲和力,含有羧基或磺酸基团的单体,如丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、甲基丁二酸(又名衣康酸) 、对- 乙烯基苯磺酸钠等;另一类对酸性染料有亲和力,含有胺基、酰胺基、啶等的单体,如乙烯吡啶,含有碱性染色基团的α2甲基乙烯吡啶等。
腈纶的原料丙烯腈由石油裂解的副产品丙烯制得,由丙烯、液氨以及氧气在400 ℃～500 ℃下发生气、固相催化反应制取(丙烯- 氨氧化法) 。由于聚
丙烯腈共聚物加热到230 ℃以上时只发生分解而不熔融,因此,它不能像涤纶、锦纶纤维那样进行熔融纺丝,而采用溶液纺丝的方法。根据所用溶剂的不同分为均相溶液聚合和非均相溶液聚合。均相溶液聚合所用的溶剂既能溶解单体,又能溶解反应所生成的聚合体,反应完毕后,聚合液可直接用于纺丝,故又称腈纶生产一步法。如浓硫氰酸钠水溶液、浓氯化锌水溶液、硝酸、二甲基亚砜(DMSO) 、二甲基甲酰胺(DMF) 和二甲基乙酰胺(DMAC) 为溶剂聚合,则可采用均相溶液聚合。非均相聚合所用的介质只能溶解或部分溶解单体,而不能溶解聚合体,在聚合过程中聚合体不断地呈絮状沉淀析出,经分离再溶解于溶剂中制成纺丝溶液,称为腈纶生产二步法。因非均相聚合介质在大多数情况下都使用水,又称为水相聚合法。聚合时根据溶剂不同选用不同的引发剂,在水相聚合时则用氧化还原引发体系。为防止聚合体产生颜色,在聚合过程中加入少量的还原剂或其它添加剂,以提高纤维的白度。
腈纶纺丝分为干法与湿法。在腈纶纤维的纺丝工序中,把腈纶原液从有很多微细孔眼的喷嘴中挤出,使之成为纤维状。湿式是在凝固浴中、干式是在惰性气体中凝固后变成纤维,这就是湿式和干式的不同。湿法纺丝速度慢,适于纺制仿真丝织物。
干法纺丝速度高,适合生产短纤维。短纤维蓬松柔软,适用生产仿毛织物。干法纺丝时,原液从喷丝孔中挤出形成的原液细流,不是进入凝固浴而是进入纺丝
甬道中。在甬道内热气流的作用下,使原液细流迅速蒸发,在逐渐脱去溶剂的同时,原液细流凝固并伸长变细形成初生纤维,再经水洗、牵伸、上油、卷曲等后加工工序形成成品纤维。现我国DMF 溶剂干纺工艺装置由于工艺流程长,工程设备造价高,差别化进程慢及能耗环保问题,其发展空间已经有限。
4.1.1 主要原料
生产聚丙烯腈原丝所用的原料主要有单体、溶剂、引发剂以及其它辅助化工原料等几类。因聚丙烯腈原丝的制备工艺比较多，对于不同制备工艺，或者针对聚丙烯腈原丝的不同要求，需要采用与之相适应的化工原料。制备聚丙烯腈原丝常用的单体有丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸、丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、醋酸乙烯、丙烯酰胺等等，新开发的单体有 2- 丙烯酰胺 -2- 甲基丙磺酸（ AMPS ）、苯乙烯磺酸氨等。丙烯腈常常被称为合成聚丙烯腈纤维的第一单体，而其它单体则被称为共聚单体，或第二、第三单体等。丙烯腈是制备聚丙烯腈原丝最主要的单体。丙烯腈的制备主要有三种方法：第一种是环氧乙烷与氢氰酸的反应合成法，先制得氰乙醇，再经脱水制成丙烯腈。第二种是在 CuCl 和 NH4Cl 的催化下，采用乙炔和氢氰酸经加成反应而得到丙烯腈。这种方法又称直接法。第三种是现行工业生产中最常用的方法，主要原料是丙烯和合成氨，所以称为丙烯氨氧化法（ sohio 法）。尽管丙烯氨氧化法技术成熟可靠，但是人们不断寻求更经济、更合理的合成技术。国外一些大公司开始了以丙烷为原料的开发研究工作。丙烯腈是一种无色易流动液体，具有特殊的辛辣杏仁气味。容易聚合，运输、贮存过程要加入阻聚剂；蒸气有毒！相对密度为 0.8060（ 20/4℃）；沸点 77.3 ～ 77.9℃；凝固点 -83 ～-84℃；密度在 20℃时为 0.81g/cm 3 ；折光指数 N D25 =1.3888 ；聚合热 72.3kJ/mol 。易溶于一般有机溶剂，还容易溶解于硫氰酸钠、氯化锌等无机盐水溶液，在水中的溶解度为 7.3wt. % （ 20℃）；自动点火温度 481℃，在燃烧过程中产生的危害气体主要是一氧化碳和氰化氢；易挥发、易燃易爆，在空气中的爆炸极限为 2.6 ～ 17.5v% 。
丙烯腈属于高毒性类物质。根据国外有关安全手册，已经发现丙烯腈对动物吸收、摄取或皮肤接触的暴露中毒会影响到骨髓、肾、中枢神经系统、肝和上下呼吸道系统。丙烯腈已经表现出对许多动物的致癌作用。还表明对细菌繁殖和哺乳动物的细胞繁殖具有畸变作用、对胚胎的毒性作用和对动物的再生毒性作用。试验表明通过吸入摄取或皮肤、眼的接触，对丙烯腈的暴露对人的健康影响初步包括：特别的不舒服，如，恶心、头痛、或虚弱；肝、肾功能失常；对精神系统暂时麻醉抑制，如，眩晕、头疼、模糊、不协调或失去知觉；不正常的造血功能—贫血症、减少白血球的产生；对上呼吸道的刺激，对肺的暂时性刺激所引起的咳嗽、不舒服、呼吸困难、呼吸短促；对皮肤的刺激引起不舒服或皮疹；对眼睛刺激引起不舒服、流泪或视觉模糊等。
在丙烯腈中过度暴露，还会导致下列影响：肝功能不正常，恶心呕吐，食欲降低，肚子痛不正常的肾功能会减少小便量，导致尿液化验不正常或水肿。对精神系统的影响如痉挛、失去知觉；暂时的感觉神经系统的影响如发烧；对肺的严重刺激；发绀或极度暴露导致死亡。传染病学研究和实验室研究的结果
还表明：丙烯腈对人有致癌的危险。证据表明通过皮肤摄取的丙烯腈量可以产生系统毒性，原来患有精神系统、肺、肝、肾或骨髓等疾病的更可能由于过度暴露而中毒。所
以，在生产运输、使用处理丙烯腈的时候要严格遵守国家的有关法规以及所在单位的规定，如我国按工业企业设计卫生标准规定，车间空气内允许极限浓度为 2mg/m 3 。凡是生产和使用丙烯腈的场所都需要特别有效的泄漏处置和应急机制。个人要佩戴必要防毒面具或防护服，戴化学安全防护眼镜和手套等。
二甲基亚砜（ DMSO ）是目前国内最常用的制备聚丙烯腈原丝的溶剂。它是无色透明略有臭味的液体。相对密度 1.1014 （ 20/4℃），沸点 189℃，凝固点 18.5℃，闪点 95℃，燃点 304℃，折射率 1.47833 （ 20℃）DMSO 是一种极性高、吸湿力强的有机溶剂，溶于水、醇、醚、丙酮，水溶液呈碱性。对碱稳定，在酸性条件下产生少量的甲基硫醇、甲醛、二甲基硫、甲磺酸等化合物。无水的二甲基亚砜对金属腐蚀性很小，然而含水的二甲基亚砜对铁、锌、铜、铝合金、普通不锈钢都具有相当的腐蚀性。它的蒸气压比较低，爆炸性小，但容易燃烧。二甲基亚砜毒性虽小，但是对皮肤有强烈的渗透性，经常性接触可能会引起皮炎，有时也会引起肌体的变态性反应。由于它对许多物质的溶解性，一向被称为“万能溶媒”，还具有消炎、止痛、利尿、镇静和促进伤口愈合的疗效，对肌体的渗透、对药物的携带、增效作用，在国外被称为“万能药” 。
在聚丙烯腈原丝的聚合和纺丝生产中，还可以用二甲基乙酰胺（ DMAc ）、丙酮、碳酸乙烯酯、氯化锌的水溶液以及硝酸水溶液等。比如，国内曾用硝酸水溶液进行碳纤维原丝的生产，取得了可喜的成绩。
4.1.2 配料计算
制备 PAN 原丝最传统的聚合方法是溶液聚合，特别以溶剂二甲基亚砜
（ DMSO ）最为常用。在实验室研究丙烯腈的均聚，或丙烯腈与其它单体的溶液共聚合时，可以根据量的需要，选择在大小不同的烧瓶中进行，如果试剂量不是太多，甚至直接可以在锥形瓶中聚合。由于空气中的氧是聚合反应的阻聚剂，聚合反应一般在氮气的保护下进行。但是如果一次聚合的量少于 300g ，可以把瓶塞塞紧，不通氮气，这时因为不采用机械搅拌，应经常地摇晃反应瓶，以维持聚合的均匀性。如果配制 100g 的聚合溶液，假设引发剂偶氮二异丁腈（ AIBN ）的浓度 1% （占单体总量的质量百分比），单体浓度为 22% （ wt. ），单体配比丙烯腈 / 衣康酸（ AN/IA ）为 97∶ 3 （ wt./wt. ）。那么，据反应配方
计算如下：
AN ：100 ×22% ×97% ÷0.805 =26.51mL
IA ：100 ×22% ×3% =0.66g
AIBN ：100 ×22% ×1% =0.22g
DMSO ：100 ×78% ÷1.1 =70.91mL
4.1.3 转化率的测定
聚合反应开始后，采用减量法，每隔一定时间间隔称取聚合液 0.8 ～ 1g （精确到 0.1mg ）置于10 ×10 （ cm 2 ）方玻璃的光面上，再盖上一块方玻璃，用力压成很薄的一层。然后，将两块玻璃反方向拉开并浸在纯净水中，使其凝固、析出。把凝固的薄膜用纯净水洗涤、真空中烘干至恒重，将薄膜称重（精确到 0.1mg ），根据以下公式计算此时聚合反应的转化率。
式中： M
为反应体系中总单体的初始重量百分比浓度；
M 为聚合结束时体系中总单体的残余重量百分比浓度。
4.1.4 溶液落球粘度的测定
（ 1 ）将已经脱除残余单体的聚合液，沿落球粘度管的管壁慢慢地倒入粘度管中。使其超过上刻度线后，盖严塞子。（ 2 ）将落球粘度管垂直置于 25 ±0.1℃的恒温槽中，静止恒温，脱泡 30min 。（ 3 ）取下塞子，在管子正中心投入一不锈钢球，用秒表测量小球在两个刻度线间降落的时间。测得的秒数就是所测溶液的落球粘度的数值。（ 4 ）重复测定三次，使每两次间的数值之差不大于 2s 。并取其平均值。
4.2.1 溶液聚合反应条件研究
用于聚丙烯腈原丝的工业生产主要根据自由基聚合的原理，可以采用溶液聚合或悬浮聚合等具体方法。其中以溶液聚合为主，影响聚合的主要因素有：引发剂用量、反应时间和温度、单体浓度、搅拌速度、单体配比等。在聚合反应中，增加引发剂用量，提高反应温度，在一定范围内延长聚合反应时间都使转化率上升，聚合物的平均分子量下降。提高单体浓度可以同时提高聚合物的平均分子量和溶液粘度。提高搅拌速度可使聚合物的平均分子量下降。铁离子或空气中氧的作用均会降低聚合反应的转化率和聚合物的平均分子量，甚至使聚合反应无法进行。提高原液中聚丙烯腈聚合物的浓度不仅在经济上是合理的，更重要的是对改善纺丝条件、成形纤维的结构和成品纤维的性能十分有利。增
加纺丝原液中聚合物的浓度，可使初生纤维的密度增大，纤维中的空洞数目减少，结构均一性提高，增加纤维的强度，从而改善原丝及碳纤维的结构和性能。
4.2.2溶剂对聚合反应的影响
表 2-2 是不同溶剂对聚合反应转化率及产物平均分子量的影响。在相同的反应条件（反应温度 60℃，单体浓度 25% ，引发剂 AIBN 浓度 1% ）下，对于间歇聚合反应，为了得到高转化率的聚合物，采用 DMF 溶剂聚合所需的时间远远大于采用 DMSO 溶剂聚合的时间。而且采用 DMF 溶剂得到的聚合物的分子量低。这是因为在 AIBN 引发下， AN 向 DMF 溶剂链转移常数远远大于向 DMSO 的链转移常数。当然，这里并不否定采用 DMF 溶剂作为 PAN 聚合及纺丝的溶剂，事实上，对于溶解 PAN 的能力来讲， DMF 是最强的。但采用 DMF 作溶剂，聚合工艺上要进行条件参数调整。
4.2.3 单体浓度及配比对聚合反应的影响
表 2-3 是单体配比与转化率和共聚物的平均分子量的关系。从表中可知，随着第二单体丙烯酸（ AA ）配比的增加，反应的转化率和共聚物的平均分子量都增加。这可能是因为 AN 和 AA 的竞聚率不同所致，γAN =0.35 ，γAA =1.15 。 AA 的竞聚率大于 AN ，表明 AA 均聚和共聚增长的趋势明显。单体浓度对反应的影响，如表 2-4 所示。可见单体浓度提高，聚合时碰撞频率增加，聚合速度增加。故单体的转化率增加，易于脱单，纺丝时容易得到结构致密的纤维，对于提高最终所得纤维的力学性能有利。但单体浓度太高，原液粘度也相应提高，将会增加纺丝压力，导致纺丝困难。
4.2.4 引发剂浓度对聚合反应的影响
图 2-1 是在不同的引发剂浓度下丙烯腈 - 丙烯酸共聚物的转化率随反应时间的变化曲线。图 2-2 是引发剂浓度对共聚物的平均分子量的影响。由图2-1 和图 2-2 可知，随着引发剂浓度增加，转化率相应增加，而共聚物的平均分子量下降。这是因为活性中心浓度增加，导致反应速度加快，链终止反应速度也加快。当［ AIBN ］为 1% （ wt ），反应时间为 24h 时，就能得到高转化率聚合物。同时，使平均分子量合适，原液可纺性好。
4.2.5 反应温度和时间对聚合反应的影响
不同反应温度下，混合单体转化率与反应时间的关系如图 2-3 。丙烯腈 - 丙烯酸共聚物的粘均分子量与反应温度的关系如图 2-4 所示。可以看出，共聚反应的聚合速率随反应温度的升高而增大，相同时间下单体的转化率亦增大，而共聚物的粘均分子量随反应温度升高而减小。这显然是由于 AIBN 的热分解受温度的影响所致。温度越高，引发剂 AIBN 分解的速度加快，产生自由基的速度加快，从而导致引发单体进行反应的速度加快。
5.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。
①聚合聚合工艺分为以水为介质的悬浮聚合和以溶剂为介质的溶液聚合两类。悬浮聚合所得聚合体以絮状沉淀析出，需再溶解于溶剂中制成纺丝溶液。溶液聚合所用溶剂既能溶解单体,又能溶解聚合体,所得聚合液直接用于纺丝。溶液聚合所用溶剂有二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、硫氰酸钠和氯化锌等。采用前两种有机溶剂的聚合时间一般在10h以上，但溶解力强,纺丝溶液的浓度较高，可适当提高纺丝速度，溶剂回收也较简便，所得纤维性能较好，且对设备的材质要求较低；而用后两种无机溶剂，聚合时间仅需2h，所得纤维白度较好。
②纺丝纺丝液一般为聚丙烯腈聚合体，数均分子量为53000～106000，其纤维白度较好，热分解温度200～250℃，溶点达320℃。因此，聚丙烯腈纤维用高聚物溶液的湿法纺丝和干法纺丝制得。干法纺丝的纺丝液浓度为25％～30％,纺丝速度快,但因喷丝头喷出的细流固化慢，固化前易粘结，不能采用孔数较多的喷丝头，纺丝溶剂仅二甲基甲酰胺一种,所得纤维结构均匀致密,适于织制仿真丝织物。湿法纺丝适于制作短纤维，纤维蓬松柔软，宜织制仿毛织物，所用的纺丝溶剂除溶液聚合用的溶剂外，还有二甲基乙酰胺、碳酸乙烯酯、硝酸等，大部分溶剂的沸点较高，在纺丝过程中不易蒸出。80年代，研究了用熔体纺丝法制聚丙烯腈纤维，以水为聚合体的增塑剂，无需制备聚合体原液，省去溶剂的回收和循环系统，纤维的物理性能与干法或湿法纺丝制得的纤维基本相同，现已进入中间试验阶段。
国外有多种腈纶生产工艺路线, 按溶剂来分, 主要有硫氰酸钠( NaSCN) 、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮、碳酸乙烯酯(EC)、硝酸(HNO3)和氯化锌(ZnCl2)等。
1940年美国氰胺公司(ACC)用ZnCI2浓水溶液作溶剂，过氧化苯酞(BPO)为引发剂，进行AN均相聚合湿法纺丝试验取得成功.1950年道化学公司(Dow Chemical)改用ZnCI2 + KCl +NH4CI的混合溶剂进行AN均相聚合，有效地降低了结丝液粘度，为该法扩大试验提供了基础。1957年日本东邦人造丝公司完成了ZnCI2 + NaCI或CaCl2混合溶剂中AN共聚反应直接纺丝的中间试验，并于1959年首先实现工业化。目前该法生产能力45 kt，商品名贝丝纶(Beslon) . 工艺特征
a.以60%(质量)ZnCI2或ZnCI2与其它氯化物中性盐的混合水溶液为溶剂，以过硫酸铵或双氧水为引发剂，AN与共聚单体按自由基反应历程，在溶液态一步制得原液。由于ZnCl2对PAN溶解能力低，所得原液中聚合物浓度仅l0%,原液稳定性较差，易水解。
b.纤维为三元共聚体，第二单体为MA，第三单体为AS或MAS。
c. ZnCl2为强酸弱碱盐,60%的ZnCI2浓水溶液的pH值为0.5,腐蚀性强，与溶剂接触的设备、管道材质耐蚀要求高，需衬玻璃、橡胶、搪瓷材料或采用含钛不锈钢、高硅铁等。ZnCI2对PAN溶解原理是先生成络合物H[ZnCI2(OH)2或H2[ZnCI2 (OH)2] ,再与PAN氰基缔合而溶解，为抑止络合物离解，常加的氯化物中性盐有NaCl(加入量为ZnCI2 1/4), 56dtex/36f三叶有光丝经用户使用反映质量很好，能替代进口三叶有光异形丝，牵经及织造时毛羽数很少，使用性很好，与进口丝相当。
丝可用于机织如静月缎，织物染色均匀，光泽高雅.也可用于针织，如双针床织造立绒织物等。由于其质量优异，价格适宜，产品深受用户欢迎，供不应求。4结论
a.有光涤纶细旦三叶异形丝能在FDY一步法纺丝设备上进行大规模工业化
生产，且产品质量优于UDY加牵伸生产的产品。
b.在FDY一步法上纺制细旦异形丝有一定的难度，但只要合理调整工艺，作必要的设备改进，再加上严格的科学管理，是能够与普通丝一样正常生产的。
c.CaCI2(加入量为ZnCI2 2/3).由混合溶液组成的溶剂，可降低原液粘度，
减少设备腐蚀。 d.溶剂回收流程较长。
2工艺流程简述(图1)
AN,MA,AS及回收单体按.AN:MA:AS=90:8:2比例，分别计量后送入混合槽，由溶剂回收工序送来的60%ZnCl2或ZnCI2/CaCI2混合溶剂经计量后加入混合槽，配制成含总单9%～10%的反应混合液。
用陶瓷活塞泵将反应混合液计量送至第一反应釜，同时加入0.1%(质量)的H2O2(或过硫酸按)引发剂，控制pH =1，在0.2MPa氮封下、40℃时反应约0.5h，转化率50%～60%。反应物转入第二反应釜，温度升高5`C，其它条件相同，继续反应约0.5h，使转化率升至70%～75%。反应物转人第三反应釜，温度再升高3 `C，反应0.5h，转化率升至80%左右。反应物转入第四反应釜，温度升到50 `C，反应约0.5 h，转化率升至90%左右。反应物转入第五反应釜，温度50℃再反应0.
5 h，转化率可达92%～98%。反应釜材质为搪瓷，带有搅拌器，物料下进上出。
最终反应聚合物浓度达8. 5%～9.0%，进入带保温的板框过滤机进行二次过滤后存入原液贮槽。原液贮存温度保持在45～50`C，未反应单体继续反应，使单体转化率在98%以上。为防腐蚀，板框滤机材质为铸铁涂酚醛树醋，原液贮槽
为带有搅拌的搪瓷釜，贮存过程中起自然脱泡作用。
原液经贮存脱泡后，由热交换器调温至45 `C , 恒压送往50m1 /r齿轮计量泵，计量后进入喷头。喷头由30%Pt与70%Au合金组成，视不同纤度设计成15000～20000孔.凝固浴组分与溶剂相同，浓度12%～27%，温度21 'C，浸长lm.初凝后丝条进入25℃的再凝浴(8%～10%稀溶剂组成)，丝条在再凝浴中进一步脱除溶剂，并给予1. 0～1. 5倍拉伸，使丝条有一定强力，出再凝浴速度约7～8m/min,丝条再凝后，经集束成5. 5 ktex大丝束，进入三层式六槽水洗机水洗.丝束与70℃脱盐水逆流行进，温度逐槽降低，至第一槽时约30`C.为充分脱除丝束中ZnCI2，在第三、四槽加入少量HCl。水洗过程中拉伸1~1. 5倍。丝束经水洗后，进入第一上油槽，槽中混合液的抗静电剂与柔软剂的总浓度为 1.5%，浴温50~60C。上油丝束含液量达100%~120%，进入辊筒式热风干燥机，在80~100℃下，张力干燥15~ 20min，热风与丝束成逆流行进，出烘干机时丝束含水2%~4%。
丝束在热辊拉伸机(表面温度为150 `C)中进行热拉伸，前拉伸2~2. 5倍，后拉伸2~3倍，总拉伸5~6倍，出拉伸机丝速达70 m/min，在拉伸区停留时间约l0s。在松弛状态进入热板定型，热板受电热丝控温，中压蒸气被电加热成过热蒸气，温度达220~240 `C，直接喷至丝束表面，热板长约10 m，丝束停留l0s，收缩2800~3300，出机丝速约50 m/min。
定型处理后丝束由蒸汽给湿，使含水达10%。温度为80C，由挤压式卷曲机机械卷曲，然后经二次上油、帘板烘干机80℃下烘干，使丝束含水<2%后，送往切断。切断长度根据需要可从38 mm至150mm。切断后丝束送往液压打包机打包.
由纺丝浴来的12%～27%ZnCI2混合稀溶剂，先经过滤器除去杂质，进入薄膜蒸发器脱除未反应的单体.分离的单体从气相出来，经精馏送往聚合工序回用.液相增浓至35%～40% ZnCI2，转入蒸发器进一步浓缩，最终制得55%～60%ZnCI2粗溶剂。粗溶剂可用NaOH调PH至2～2. 5，并加入H2O2，使重金属(主要为铁)
被氧化析出，经过滤而去除。溶剂中阴离子杂质 2
SO，可加入BaCI2生成BaSO4
4
沉淀，经活性炭吸附过滤去除，然后用HC1调正pH=1 .纯化后纯溶剂送入贮槽循环使用。
6.生产工艺进展6．1原丝制备工艺进展
聚丙烯腈原丝是将单体聚合制成纺丝原液，经纺丝成形，多倍拉伸烘干及上油制得。聚丙烯腈原丝生产在整个碳纤维生产中至关重要，原丝的质量决定着碳纤维的性能，影响原丝质量的因素很多。
(1)聚合物分子量
聚合物的分子量越小，耐热性就越差，在预氧化和碳化过程中聚合物越易产生降解，形成缺陷，导致碳纤维的强度下降。碳纤维的力学性能随着原丝分子量增加而增加，但达到到一定的极限值后其熔融状态的流动性很差，不利于纤维内部分子链牵伸取向，难以纺丝成型。在实际生产中一般加入分子量调节剂，控制分子量的大小在5×106左右。
(2)聚合组分的影响
PAN原丝一般都采用二元或三元共聚形式，加入共聚组分后可加速氰基环化。降低环化反应放热速度，减少预氧化、碳化时产生的缺陷。参加共聚的组分多为丙烯酸类和丙烯类衍生物，国内一般为丙烯腈、丙烯酸、衣康酸三元共聚，国外技术领先的公司多是采用二元共聚，日本东丽公司把99．5％的丙烯腈与0．5％的甲基丙烯酸的共聚物配制成20％的聚合液，在35℃下进行聚合，经纺丝后制得的原丝在240℃．280℃预氧化，并在3000℃石墨化可得到强度为4．6GPa的碳纤维。
(3)纺丝成型
在原丝制备过程中，聚合物的纺丝成型是非常重要的步骤，如果纤维凝固速度过快或凝固浴温度过低，均可造成纤维急剧凝固，形成皮芯结构。日本东丽公司采用干湿法纺丝【5·6j，把丙烯腈一衣康酸共聚物溶液经1000孔的喷丝帽喷入空气中，喷丝帽与凝固浴间距为2一lO哪，喷丝帽周围环绕滤网，防止丝波动，纺制的聚丙烯腈原丝质量很好，1000原丝的疵点仅为0．6个。
(4)拉伸
牵伸的目的是使原丝中聚丙烯腈分子链沿轴取向排列，提高聚合物的取向度和结晶度，改善纤维的力学性能[7|。牵伸倍数越大，原丝及碳纤维的强度越高，但是过度牵伸会使纤维产生裂纹及缺陷。采用一次牵伸的倍数有限，通常采用二次或多次牵伸来达到目的。干湿法纺丝全过程中大约有3次牵伸，总拉伸倍率为7．16倍【8]：第一次是纺丝液由喷孔喷出后，在干段进行l～4倍正牵伸；第二次是在
串联式热水浴中进行多段热水牵伸，一般牵伸2—6倍；第三次是在加压水蒸汽牵伸机内实现高倍牵伸，蒸汽拉伸倍率通常控制在4。6倍。
(5)杂质
任何产生的杂质对碳纤维强度的影响都是负面的，直接降低碳纤维的强度。在丙烯腈聚合过程中杂质会使聚合原液产生许多胶块，造成纤维缺陷，日本三菱人造丝公司采用0．45姗级过滤器对纺丝原液进行过滤，并采用含磺酸基团的离子交换树脂除去纺丝原液中金属离子【9J。提高原丝纯度的另一途径是采用无尘纺丝，例如日本钟纺公司生产PAN原丝时，其纺丝生产线封闭在玻璃罩内?。
(6)上油
原丝油剂对提高碳纤维强度的贡献约为0．5～1．oGPa，油剂的使用对P州原丝的亲水性、集束性、分纤性及加工毛丝率等有重要影响。目前，高性能碳纤维原丝上油剂多为硅系油剂，常用油剂包括：氨改性、环氧改性、聚醚改性硅油等。东丽公司[川采用硅氧烷基油剂或脂肪酸及其衍生物基油剂进行改性或与其它油剂成分进行复配。
(7)原丝改性
近年来，预氧化前的原丝改性被广泛采用，研究发现聚丙烯腈原丝经Cua[12I、KMn晚[13]、COcl2【14J等改性后能明显提高原丝及其碳纤维的力学性能，改性后用Ⅺm表征发现聚丙烯腈原丝的结晶度、取向指数：15]得到提高。K．O．用COCl2[16]对聚丙烯腈原丝进行改性，使制得的碳纤维拉伸模量提高15％，电导率提高150％，而用l洲n砚[17]对聚丙烯腈原丝改性制备的碳纤维拉伸强度提高20％一40％，且缩短了预氧化时间，降低了环化温度。目前碳丝强度在7～9GPa的PAN原丝多采取综合技术措施[2|，例如在共聚组分中添加亲水成分、预氧化促进成分、促进氧透过成分；纺丝液多层净化工序；然后经过干喷湿纺(惰性气体层)，多段水浴拉伸，高压蒸汽拉伸，两次上硅系油剂，后道加硼化物，在原丝表面附着迟缓预氧化的元素或聚合物等工艺。
参考文献：
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合成纸详细介绍资料与市场情况分析(精心整理)
合成纸介绍 一、合成纸的种类 合成纸(synthetic paper)没有一个统一的定义，曾被称为化工薄膜纸、聚合物纸、塑料纸等。它是以热塑性高聚物（如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯）为主要原料，加入一定的有机或无机微粒（如碳酸钙），通过不同的生产设备及加工工艺而制得不同类别的产品。 在成形加工过程中，为了使其具有良好的白度、不透明度、印刷性和书写性，根据所采用的原料不同，而加入各种无机填充剂（如粘土、滑石粉、碳酸钙、二氧化铁、硫酸钡等）.、增粘剂、稳定剂和防老化剂等。纸张成形后，还要经过水、无机酸溶液、磷酸盐溶液、硫酸铝、消石灰溶剂处理，再经氧化剂+过氧化氢、氧化钠、臭氧、空气等. 氧化处理，方能应用 合成纸的种类，按生产原料的不同，分为PP合成纸、HDPE合成纸、PS合成纸、PVC合成纸、PET合成纸、ABS合成纸等。按生产方式的不同，分为压延法（如柔软型PVC）、流延法（如CPP）、吹膜法（如HDPE）、双向拉伸法（如BOPP、BOPET）等。按填充剂的不同，分为填充CaCO3(calciumcarbonate）型，粘土（clay，主要成分SiO2、Al2O3）型，SiO2(silica）型，云母（talc）型，TiO2(titanium dioxide）型及复合（两种以上填充）型等。 注：PP：聚丙烯(Polypropylene) BOPP：双向拉伸聚丙烯薄膜(Biaxially Oriented Polypropylene) HDPE：高密度聚乙烯(High Density Polyethylene) PE：聚乙烯 PS：聚苯乙烯PVC：聚氯乙烯(polyvinyl chlorid) PET：聚对苯二甲酸(Polyethylene terephthalate) ABS：丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物 二、合成纸的优点 1、强度大 经纵、横两个方向压廷处理的合成纸，其拉伸强度、耐破强度、耐折度、湿强度等均比相同厚度的天然纸好。 2、优良的印刷效果 3、耐水、耐油、耐化学品性能突出 4、尺寸稳定性好。温、湿度变化时，不收缩也不伸展 5、粘着性好。合成纸独特的热封性，能适应水基、溶剂基等各种胶粘剂的使用。 三、合成纸的生产工艺 生产合成纸的工艺主要有以下几种： 1、压延法 其设备主要由意大利制造，生产以PP为其材的合成纸。即通过配料、混料、在线密炼、挤出造粒、开炼、压延，分切为合成纸产品。关键设备是由意大利POMINI生产的挤出机，一次完成，连续进行，效率高、质量好。压延法工艺的缺点是工艺复杂，一般用于生产0.1mm以上的合成纸，产品比重较大，设备价格昂贵，但产品表面光滑，适用于印刷高级样品及书籍封面等产品。 2、流延法 流延法合成纸的混料、密炼、混炼等工艺过程与压延法相似，只是由流延机代替压延机，流延法的特点是模头挤出速度与流延辊的旋转线速度存在较大的速度差，速度差不一样，生产出的合成纸厚度也不一样，在模头挤出的弯月形和冷辊之间形成单向性，因此，合成纸产品的纵向、横向物理性能有较大的区别。这是流延法合成纸的一大特点。流延法产品主要用于印刷。与压延法一样，流延法合成纸的母料也是PP。其产品变形性稍大，但刚性、韧性较好。 3、吹膜法 吹膜法生产合成纸用的基材是HDPE，不同于压延、流延法用的PP基材，吹膜法合成纸母料的供应商Shchulman公司提供的合成纸配方也是以LDPE为基础。国外，吹膜法生产合成纸大部分采用三层共挤设备，并应用内冷装置，泡膜直径，泡膜厚度在纸检测及闭环控制系统，保证合成纸的厚薄均匀度一致，吹膜法工艺过程实现了纵向及部分横向拉伸，工艺设备比较简单，德国ALPINE公司首先推出了单层吹膜法生产合成纸，使用50％HDPE及50％的舒尔曼母料(Shchulman)做为原料。我国扬州华南合成纸公司研制成功了具有自主知
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%。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。 ①聚合聚合工艺分为以水为介质的悬浮聚合和以溶剂为介质的溶液聚合两类。悬浮聚合所得聚合体以絮状沉淀析出，需再溶解于溶剂中制成纺丝溶液。溶液聚合所用溶
合成纸生产工艺
1．合成纸的原料合成纸的性能与所选用的原料有很大关系，而原料的选择又与制造方法有关。 (1)主要原料--合成树脂 选用何种树脂作为原料来生产合成纸，应从加工适应性、特性及价格等几个方面考虑，通常采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等一般树脂。其他树脂因价格较高而应用较少，但聚酯、尼龙等树脂也用于生产部分纺粘型合成纸、或表面涂布方式的合成纸。 (2)辅助原料 合成纸需用的辅助原料包括填充料、颜料和其他添加剂。 合成纸用的填充料或颜料有碳酸钙、硫酸钡、粘土、滑石、二氧化钛、硅酸、硅藻土等。为使合成纸具有"纸的性质"，即在白度，不透明性、印刷适应性和书写性等方面达到要求，这些无机物的白度、粒径、折射率、遮光能力、稳定性等指标都很重要，同时还要考虑价格因素。 表面涂布方式合成纸所用的粘合剂与一般复合纸用的粘合剂基本相同，常用合成橡胶类胶乳及醋酸乙烯类胶乳等。 2．合成纸的制造工艺 不同类型的合成纸有不同的制造工艺。 (1)薄膜法合成纸的制造工艺 ①内部纸化方式合成纸首先将选择的合成树脂和填充料混合，并加入适量的添加剂，如稳定剂及分散剂等。充分混合后，装到挤出机上进行熔融混炼。然后将熔融的料从T型模头的缝口中挤出，形成薄膜。合成纸生产中所用的成膜化方法通常有两种。 a．无拉伸薄膜成形法此法是将从T形模狭缝中挤出的较薄的熔融薄膜，在牵引过程中同时冷却固化成膜，然后卷取。冷却方式可以不同。一种是流出的熔融薄膜流绕到表面镀铬的金属冷却鼓上，经急冷定型、切边，而后卷取；也可以将熔融薄膜引入冷却水中或其他液体中，进行急冷定型，然后除水、切边、卷取。 b．双向拉伸薄膜成形法此法首先用挤出机从T型模口挤出较厚的熔融薄膜，冷却后成为拉伸原片，再将原片加热到软化温度下，沿纵横两个方向进行拉伸成膜。拉伸分两步法和一步法两种，与塑料薄膜的拉伸基本相同。用双向拉伸方法生产的合成纸可分为表层有微小孔隙的合成纸和没有微小孔隙的合成纸。前者可提高油墨的接受性，减小密度、降低成本。 与无拉伸薄膜成形法相比，双向拉伸成形法的生产线规模较大(但是，与天然纤维纸的造纸生产线相比要小得多)。因此，设备投资要大些。然而，经过双向拉伸后，杂乱排列的聚合物分子取向变得较有规则。一般经定向处理后，聚合物分子的排列与薄膜表面平行，从
合成纸材料汇总
环保石头纸——应用前景 石头纸(Rich Mineral Paper, RMP)，也叫环保纸。就是用磨成粉末的石头为主要原料，加上20%无毒PE做成。这种纸防水坚固不易燃烧，最重要的是不用砍树造纸，非常环保。 石头纸产品应用领域极其广泛，可应用于一次性生活消耗用品，比如垃圾袋、购物袋、食品袋、密实袋、餐盒、脚套手套、台布、雨衣、防尘罩等；也可应用于文化用纸，比如印刷纸、书写纸、广告装潢纸、道林纸、涂布纸、膜造纸、图画纸、招贴纸、打字纸、邮封纸、香烟纸、格拉辛纸、新闻纸等；还可应用于建材装饰，比如装饰壁纸等；还可应用于工业包装等领域，比如化肥袋、水泥袋、米面袋、服装袋、各种手提袋、纸盒纸箱等；还可应用于特殊用纸方面，比如野外作业用纸、水下作业用纸、矿下作业用纸、军事特殊用纸等。可以说应用领域非常广泛，而且随着石头造纸技术的不断成熟和升级，应用领域还将更大。石头纸产品的成本比可替代产品低20%-30%，有着极强的竞争力。
石头纸是以储量大、分布广的石灰石矿产资源为主要原材料（碳酸钙含量为70-80%），以高分子聚合物为辅料（含量为20-30%），利用高分子界面化学原理和高分子改性的特点，经特殊工艺处理后，采用聚合物挤出、吹制成型工艺制成。无机粉体环保新材料石头纸产品具有与植物纤维纸张同样的书写性能和印刷效果。同时具有塑料包装物所具有的核心性能。 生产工艺简单；投资大、产出高、能耗低；不采用植物纤维、不砍伐树木，可节省大量木材，保护自然生态；不需要添加强酸、强碱、漂白剂等化学原料，不排放废水、废渣和有毒有害气体，属于绿色环保产品。产品具有机械性能好、防水、防潮、防蛀、耐折、耐撕、耐油、无毒、无味、无污染、几何尺寸稳定、印刷清晰度高、效果好，用弃后可自然降解为粉末回归自然等特点。 石头纸可以分为三个类别 第一类：可降解环保包装材料系列产品。该产品主要用于替代传统塑料包装物系列产品；主要有工业包装材料和生活包装材料两大系列，
合成纸的生产工艺
合成纸的生产工艺 国外生产合成纸的工艺主要有以下几种。 一、压延法 其设备主要由意大利制造，生产以PP为其材的合成纸。即通过配料、混料、在线密炼、挤出造粒、开炼、压延，分切为合成纸产品。关键设备是由意大利POMINI生产的挤出机，一次完成，连续进行，效率高、质量好。压延法工艺的缺点是工艺复杂，一般用于生产0.1mm以上的合成纸，产品比重较大，设备价格昂贵，但产品表面光滑，适用于印刷高级样品及书籍封面等产品。 二、流延法 流延法合成纸的混料、密炼、混炼等工艺过程与压延法相似，只是由流延机代替压延机，流延法的特点是模头挤出速度与流延辊的旋转线速度存在较大的速度差，速度差不一样，生产出的合成纸厚度也不一样，在模头挤出的弯月形和冷辊之间形成单向性，因此，合成纸产品的纵向、横向物理性能有较大的区别。这是流延法合成纸的一大特点。流延法产品主要用于印刷。与压延法一样，流延法合成纸的母料也是PP。其产品变形性稍大，但刚性、韧性较好。 三、吹膜法 吹膜法生产合成纸用的基材是HDPE，不同于压延、流延法用的PP基材，吹膜法合成纸母料的供应商Shchulman公司提供的合成纸配方也是以LDPE为基础。国外，吹膜法生产合成纸大部分采用三层共挤设备，并应用内冷装置，泡膜直径，泡膜厚度在纸检测及闭环控制系统，保证合成纸的厚薄均匀度一致，吹膜法工艺过程实现了纵向及部分横向拉伸，工艺设备比较简单，德国ALPINE公司首先推出了单层吹膜法生产合成纸，使用50％HDPE及50％的舒尔曼母料(Shchulman)做为原料。我国扬州华南合成纸公司研制成功了具有自主知识产权的三层共挤吹塑法合成纸生产线，并使用了自行研制的合成纸母料，对我国合成纸的发展做出了贡献，以HDPE为基料的吹塑法合成纸，可以用普通印刷纸张的油墨，避免了使用专用油墨的缺点。 香港一家公司也采用以HDPE为基料的吹膜法合成纸生产工艺并自行研制母料，为了使产品更具纸化特性，该公司在配方中加入了纤维及特殊的助剂，由于该公司自行研制母料，又自己生产合成纸产品，这家公司又是一家包装材料、彩印、制袋公司，实现了产品的配套，成本低、产量高，取得了很大的成功。 台湾风纪铁工厂有限公司开发了三层共挤合成纸的专用吹膜机及母料生产设备，可以为吹膜法合成纸提供成套设备。 Shotlulman母料用于HDPE吹联法，为合成纸产品增加了新系列产品，但Shchulman母料售价较高，影响了其推广使用及市场竞争力，不少企业已转向自行研制合成纸母料。 四、双向拉伸法 台湾台塑近年来推出了“双向拉伸珠光纸”，其基材也是PP，双向拉伸法的原料混配与压延、流延法是基本一致的，但是使用的设备是双向拉伸机，在双向拉伸过程中，基材塑料的分子链纵横向比较一致，因此合成纸纵横向的物理机械性能也基本相同，在双向拉仲过程中，基材塑料与填充料CaCO3之间会形成一些小间隙，从而降低了合成纸的比重及成本，由于这些小间隙对光的折射作用，形成了珠光效果，所生产的合成纸有较好的外观，在包装、印刷、广告等领域得到了广泛的应用，双向拉伸法合成纸的设备昂贵，工艺配方技术也较复杂，广泛推广应用沿受到一定限制。 五、其它生产工艺 美国杜邦公司研制成功“无纺纸”生产工艺。杜邦公司是最大的无纺布生产的生产工艺推广到合成纸生产过程中，即将合成纸的基材——主要是聚丙烯经过熔融、抽丝、成网、挤压、最后生产成“无纺合成纸”。无纺合成纸由于是用塑料纤维纺织而成，因而具有较高的毛细管效应，更具有纸的特性，比重轻，渗透性强，各项物理机械性能良好，着色强度好，变形性低，除了一般合成纸的应用范围外，还可广泛的用于家具包装、装修等行业。但是“无纺合成纸”的价格相当昂贵，生产工艺、设备很复杂，成本高，限制了其广泛的推广应用。
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%。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。
BOPP合成纸的分类及其发展
BOPP合成纸的分类及其发展 BOPP合成纸是BOPP产品发展的一个值得关注的领域。 合成纸过去曾被称为化工薄膜纸、聚合物纸等，它是以高分子化合物为主要原料，采用一定的加工方法和生产工艺，其制成品在外观上与普通纤维纸相似，在性能上比木质纤维素纸张更为优越的一种新型塑料纸张。在70年代，日本人首先研究开发出了合成纸。因其兼有传统纸张的性能与塑料的特性，同时还可解决森林采伐、用水资源、“三废”污染等种种问题，故被誉为“环保纸”。产品投人市场后，得到了政府的大力推广和支持。实践证明:合成纸在机械强度、耐水性和印刷适应性方面比普通纸(植物纤维)更具有优势。因此，合成纸作为一部分普通纸的替代品将会成为一种趋势。 1、合成纸的分类 ①从合成纸的发展来看，合成纸主要分为两大类:一类被称为纤维型合成纸，另一类被称为薄膜系合成纸。纤维型合成纸是采用合成纸浆与普通纸浆配比后，在长网、圆网造纸机上完成，它是由两种或两种以上的不同混熔树脂聚合而成。此类产品多用于普通用途，如墙纸、茶叶袋、过滤纸等。薄膜系合成纸系采用双轴拉伸工艺将其表面纸化，在双轴定向的薄膜上形成空隙，从而得到表面具有多孔性结构，微孔极小，着墨性能良好的产品，同时产生普通加工纸那样表面平滑、不透明的效果。经双轴拉伸方法生产一类合成纸也即聚合物薄膜，其主要原料为聚烯烃、合成纸剂、色母料等。合成纸自投人市场以来，立即被高级印刷纸市场所接受，因为它能适应印刷工业各种印刷机(平版、凹版、转轮机等)印刷，并且最近开发出来的合成纸，除具有良好的机器印刷性能外，还可以用铅笔或钢笔直接在合成纸上面书写，多次拉扯也不会断裂，被誉为“撕不破纸”。 ②按其加工方式，聚丙烯薄膜级合成纸有以下几种:a、共挤双向拉伸合成纸(单面、双面)，其加工方式为将主料及添加剂分别加人主辅挤出机熔融混炼后拉伸成型，若要80um以上合成纸须两层复合制成b、压延合成纸，其加工方式为:主料和添加剂加人主挤出机经熔融、混炼和铸片，再通过在线层压机在纵拉处与主层压合，然后进人横拉成型。C、泡管法双向拉伸合成纸，其生产方法和生产工艺与泡管法双向拉伸薄膜相似。 ③按加工处理方式可分为:a、涂布型合成纸;b、非涂布型合成纸。其中涂布型合成纸主要用于喷墨、喷绘用涂，表面必须涂布吸墨层和固墨层。 ④按其用途可分为:a、新雪铜合成纸;b,卡片合成纸;C,PP珠光纸。 2、合成纸的特性 合成纸具备以下优点:①强度高。包括抗张强度、撕裂强度和抗冲击强度。②通过对合成纸表面进行适当的表面处理，合成纸甚至具备比普通纸张更优异的印刷效果。③耐水、耐油、耐化学品性突出。④尺寸稳定好，不易老化。但合成纸由于其材料组成不同于传统纸张，也存在它固有的缺陷:①抗热性差。②不耐折叠，折叠会产生难以消失的折痕线。 3、国际上合成纸的生产
聚丙烯腈纤维及其合成工艺(DOC)
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 刖言 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%寸回弹率仍可保持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 r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-COOCH甲基丙烯酸甲酯［CH2C（CH）COOGH、醋酸乙烯酯（CH2= CHOOCQ等中性单体，第三单体有丙烯磺酸［CH2= C（SOH）-CH3］、丙烯酸（CH k= CHCOOH）衣康酸（CH M CHCOOH C OOH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： CH2——CH CH? CH CH CN COOCH3 第一单体第二单体 CH^SOjKa 第三单悻
石头纸生产工艺
1石头纸-碳酸钙纸性能及生产工艺流程 石头纸，也称碳酸钙纸。众所周知，石头的主要成分是碳酸钙，在石头造纸这个生产工艺里面，主要以碳酸钙为主要原料，根据纸张厚度、精度的要求，配方也只有那么几种（因涉及到行业秘密已删除）通过这几种方法生产出来，整个生产过程不需要添加一滴水，节约了宝贵的水资源。 石头纸具有以下特点：吸附性：石头纸和油墨的具备较强的亲和力以及吸附性，在印刷时易着色，不易脱色； 1、防水性：在石头纸上书写的字、色墨在水中浸泡不会掉色； 2、柔韧性：具备很好的抗拉性和抗撕性，且具备良好的柔韧性； 3、外观性：表面光洁、亮度好，分辨率高、三层结构组成； 4、环保性：在野外暴露的环境中可自动风化、无污染； 5、书写性：书写流利，易着色，书写感觉良好； 6、印刷性：可通用于平版、凹版、凸网版等印刷， 由于该技术生产的纸质量稳定、光洁度好，不易撕裂，易于印刷，不怕水，不会虫蛀等优势，在国际市场卖价非常高昂。 在生产过程中，工厂简化了一道粉碎工序，由于破石会产生大量粉尘，对环境和人体产生危害，因此，碳酸钙的生产过程一般由采石厂进行，采石厂把石头破碎后，采用煅烧的过程，生产出熟石灰或生石灰，这石灰的主要成分就是碳酸钙了，然后把石灰制成粉状装袋，目前市面上零售价大概在300元一吨；如石头造纸厂建在产石区，可以把破碎过程和生产过程分开来。如当地不是产石区，可以直接购买石灰粉进行石头造纸，成本也只是增加几百元左右。 工艺流程： 采用压延和流延结合法生产合成纸工艺流程示意图 石头纸的有机基料基本采用聚乙烯-PE和聚丙烯-PP 以压延和流延结合方式替代单一的流延机代替压延机，更适于聚乙烯的加工，产品性能有所改进，产品生产范围更加广泛。 制作流程： 助剂- 改性-造粒-生产-测厚
腈纶生产废水处理
腈纶生产废水处理 1、腈纶生产废水的特性 腈纶干法或湿法生产中除原料丙烯腈外，还加入了共聚单体引发剂、活化剂、分子量调节剂、聚合终止剂、纺丝浴中的NaSCN等多种原料，聚合反应产生的废水中含有各种助剂和共聚物都不同程度的残留在污水中，污染物较多，且溶于水，这些可溶性物质生化性很差，且部分具有很强的粘连性，甚至对生物具有毒害性，又因干法生产和湿法生产所用的共聚单体引发剂、活化剂、分子量调节剂、聚合终止剂等不一样，所产生的污染物质的性质也不一样，要脱除这些污染物质，目前，国内的腈纶污水处理厂通常都是采用多级生化处理方法处理，但生物方法只能将部分可生化的污染物质脱除，剩余不易生化的物质采用生化方法无法处理达到国家要求的排放标准，故国内不管是干法或湿法生产腈纶的污水均存在不同程度的不达标。大庆石化公司腈纶污水在采用腈纶厂预处理后，进入污水处理厂又采用了“水解酸化+纯氧曝气”，处理后的污水再增加了“接触氧化—臭氧氧化”处理，由于污染腈纶污水的污染物具有很强的粘连性，把生物方法中的污泥包裹，使微生物膜遭破坏，使生物处理的能力大大减低，同时由于“水解酸化+纯氧曝气”后的污水中BOD非常低，即使在处理过程中添加了生物需要的碳元，证明“水解酸化+纯氧曝气”处理后再采用生物处理方法对污染物质脱除作用不大。 所以腈纶生产污水处理中的难题主要是如何将生化处理后不易生化的污染物质除去，只能针对干法或湿法生产污水中残留的不易生化物的特性，采用物化法处理，才能达到国家规定COD<100mg/l的要求。 2、处理工艺流程 本公司采用选择“LPC法”（物理化学凝聚法污水处理方法），并针对大庆石化公司湿法生产腈纶污水处理委托、上海石化浙江金甬腈纶有限公司干法生产腈纶污水处理委托，分别选用对干法或湿法生产腈纶污水中不可生化的污染物有特殊脱除功效的化学品，并采取微分多级凝聚过程，首先将溶解于污水中的较大分子量的污染物析出，再采用特殊功能的混凝剂和絮凝剂将这些析出的微细低聚物凝聚后沉降分离，有效地降低污水中的COD，使 COD<100mg/l或者更低。
聚合物合成工艺学—聚丙烯腈—
石油化工学院 聚合物合成工艺学课程论文 论文名称：聚丙烯腈纤维文献综述 姓名：章耀华 学号： 041203230 专业：化学工程与工艺 指导老师：江献财、英晓光
聚丙烯腈纤维文献综述 摘要：腈纶工业始于20世纪50年代，经过多年的发展，腈纶的用途已经多种多样。其产量大，价格便宜，质量堪比羊毛、棉花，在纺织行业中有着举足轻重的地位。本文将从聚丙烯腈的结构与性质，合成工艺进行简单的描述。 关键词：聚丙烯腈结构与性质合成工艺 引言 腈纶（PAN fiber），学名又称聚丙烯腈纤维，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。腈纶在化学纤维中需求量一直身居显赫，并能保持此位置而抵住涤纶、尼龙汲取烯烃类纤维的强烈竞争，原因在于腈纶具有诸多非常有用而重要的优势。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。腈纶通过化学和物理改性，制成不少新的变性纤维，扩大了腈纶在民用和工业的用途，所以腈纶是一种有发展前途的纤维。 1 聚丙烯腈纤维的结构与性质 1.1 结构 聚丙烯腈自问世，因严重的发脆、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。一般的腈纶是丙烯腈重量比高于85％的共聚体。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： 1.2 性质 1.2.1 聚丙烯腈纤维的化学性质 腈纶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。 1.2.2 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，聚丙烯腈中-CN的存在，使它具有优良的耐光性。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。 1.2.3 聚丙烯腈纤维的热学性能 腈纶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，这种性质称为腈纶的热弹性。腈纶有两个玻璃化温度，分别为80℃～100℃和140℃～150℃，无明显的熔点，
腈纶的用途和生产方法及工艺
B线项目 腈纶的用途和生产方法及工艺 摘要： 腈纶工业始于20世纪50年代，先后经历了快速发展期，缓慢期，进入21世纪发展速度呈现螺旋上升的趋势，在发达国家产量逐渐降低，而发展中国家产量不断走高。腈纶的用途多种多样，它产量大，价格便宜，质量堪比羊毛、棉花。在纺织行业中有着举足轻重的地位。腈纶的生产工艺也多种多样，而氯化锌一步法又是其中比较成熟的工艺。 关键字：腈纶腈纶用途腈纶生产腈纶生产工艺 腈纶，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。腈纶在化学纤维中需求量一直身居显赫，并能保持此位置而抵住涤纶、
尼龙汲取烯烃类纤维的强烈竞争，原因在于腈纶具有诸多非常有用而重要的优势。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。所以了解一下腈纶的用途和它的发展简史以及生产方法和生产工艺，对于化工从业人员来说是非常必要的。 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。 腈纶的发展历史
合成纸的主要技术特点简介
合成纸的主要技术特点简介 20 世纪末期出现以聚烯烃为主要材料的合成纸, 因其具备了纸张和 塑料的两种性能,以具有比重轻、刚性佳等优点, 可在许多特殊领域取代天然纸张。 人类文明在快速发展的同时, 对环境资源竭尽地使用, 造成环境的改变和破坏, 已经影响到人类的生活。合成纸的出现和推广, 虽不能改变这一状况, 但它毕竟是一种可以缓解环境破坏的材料。 合成纸在国外已有三十多年的发展史, 在美国、日本等发达国家得到了较早较快的发展。天然纤维纸的原料来源及生产过程均对环境造成了较大的改变和破坏, 随着全球环保意识的加强, 新的合成纸不断出现, 其应用范围也不断地扩大, 全球合成纸的销售量每年均以10%的速度在增长, 合成纸取代纤维纸的步伐正在加快。 据中国造纸协会预测, 到2010 年, 我国每年消费的纸和纸板量将达7000 万吨。我国纸的需求量有2/3 用于包装材料, 1/3 用于印刷,即使有5%的印刷和包装用纸被合成纸取代,其需求量也非常可观。 我国合成纸起步较晚, 市场开拓不足, 技术仍有待进一步完善。目前全年全国用量为3~4 万吨, 主要为进口, 基本上为聚丙烯合成纸, 用作服装袋、手提袋、编织袋、胶版印刷、丝网印刷、广告喷绘、书本、印刷商标等, 其中广告喷绘用量占40%, 印刷商标占15%, 编织袋、胶版印刷、丝网印刷用量各占10%, 手提袋、服装袋用量占10%, 书本用量占5%。按厚度规格用量划分, 40~50 微米用量占30%,90~150 微米用量占40%, 其它厚度用量占30%。 本公司一直致力于合成纸的开发和推广应用。下面就谈一下合成纸的一些主要技术特点: 一、合成纸的特点 1、环保: 聚丙烯合成纸原料来源及生产过程均不会造成环境的破坏, 产品可回 收再利用, 即使被焚烧处理也不会产生有毒气体,造成二次公害, 符合现代环保的要求。
制浆造纸流程
现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工等主要步骤。 1.制浆的过程 制浆为造纸的第一步，一般将木材转变成纸浆的方法有机械制浆法、化学制浆法和半化学制浆法等三种。 制浆的基本流程：原料选择→蒸煮分离纤维→浓缩或抄成浆片→磨浆→原木贮存→锯木→去皮、除节→削片→蒸煮→洗涤→筛选、净化→漂白→漂白浆板→浸渍和磨浆→本色浆板。 流程介绍： 原木贮存的作用：1.维护工厂正常的连续生产 2.改进原料质量。 原木贮存方式：水上贮存；陆上贮存。 锯木：原木必须锯成一定的长度，以符合后续工段的要求。削片机要求原木长度2—2.5m，磨木机要求原木长度0.6—1.2m. 去皮：由于树皮的纤维含量低，杂质含量高，会降低蒸煮效率，增加蒸煮药品的消耗，纸浆中尘埃增加，强度降低。因此在生产质量要求较高的纸浆时，一般要求去掉外皮。 除节：为了避免木段磨木时树节对磨石和木浆质量的影响，送去磨木机的木段还需除去树节。 削片：为了适应化学木浆蒸煮和满足木片磨木浆的生产需要，原木要进行削片。削出的木片要长短厚薄一致，整齐。木片规格一般为：长15——20mm，厚3——5mm，宽度虽然不限，但希望不超过20mm.削片后要圆筛筛选，原木木片合格率要求大于85%. 制浆：是指利用化学的方法或机械的方式或两者结合的方法使植物纤维原料离解变成本色纸浆（未漂浆）或进一步漂白变成漂白纸浆的生产过程。 1.化学制浆：就是利用化学药品，在特定的条件下将植物纤维原料中的大部分木素溶出使纤维分散成纸浆。蒸煮过程，主要是脱木素的过程。同时，不可避免地会使部分纤维素和半纤维素受到一定程度的降解。因此，化学浆的得率一般较低，约50%. 2.磨浆：利用机械方法磨解纤维原料制成纸浆的过程。主要分两类： 1．（木片）盘磨磨浆：木片进入盘磨的磨盘之间，先被破坏成火柴状，这些火柴状的小木条经过相互摩擦离解成单根纤维或纤维束。
丙烯腈合成工段的工艺设计
丙烯腈合成工段的工艺设计 前言 毕业设计是培养学生运用理论知识进行实际设计能力的重要实践教学环节，是理论与实际结合的重要连接点。在教师指导下毕业设计可以培养我们独立思考，运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合的分析和解决工程实际问题的能力。 本次毕业设计所设计的内容为年产6万吨丙烯腈合成工段的工艺设计，通过认真细听老师课堂上讲解和任务布置，我们了解到了为完成设计需要查找资料的方向，并进行了细心的查阅，掌握了基本的理论知识。对于刚进行设计的人来说，学会收集、理解、熟悉和使用各种资料，正是设计课程需要培养的重要方面，化工设计非常强调标准规范。但是并不是限制设计的创造和发展，因此遇到与设计要求有矛盾时，经过必要的手续可以放弃标准而服从设计要求。通过设计应知道如何查取数据知道如何查找资料对丙烯腈合成工段的工艺设计有了一个全新的 认识，知道如何选取相关数据参数，建立一个工程概念，知道工程和理论的区别。对于物料衡算和热量衡算、主要设备的工艺计算（反应器）等都有一个全新的认识和了解，知道如何使用手册和资料，认识工程。
一、产品的性状、用途、国内外市场情况 1.1丙烯腈简介 丙烯腈是一种重要的有机合成单体，在丙烯产品系列中居第二，仅次于聚丙烯，是三大合成材料(纤维、橡胶、塑料)的重要化工原料，主要用来生产聚丙烯腈纤维(腈纶)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ＡＢＳ)塑料、苯乙烯(ＡＳ)塑料、丙烯酰胺等。丙烯腈在合成纤维、合成树脂等高分子材料中占有显著地位，应用前景广阔。除此之外，丙烯腈聚合物与丙烯腈衍生物也广泛应用于建材及日用品中 1.2丙烯腈物化性质 1.2.1丙烯腈物理性质 无色或淡黄色液体，有特殊气味，分子量：53.06沸点：77.3℃冰点：－83.5℃生成热：184.2kJ/mol(25℃)燃烧热：1761.5kJ/mol聚合热：72.4kJ/mol蒸汽压：11.0KPa(20℃)闪点：0℃自燃点：481℃爆炸极限：在空气中3.0%～17%（体积）油水分配系数：辛醇/水分配系数的对数值为-0.92毒性：剧毒，毒作用似氢氰酸溶解性：溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚、乙醇等有机溶剂，微溶于水 1.2.2丙烯腈化学性质 丙烯腈由于分子结构带有C=C双键及-CN键，所以化学性质非常活泼，可以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。聚合反应和加成反应都发生在丙烯腈的C=C双键上，纯丙烯腈在光的作用下能自行聚合，所以在丙烯腈成品及丙烯腈生产过程中，通常要加少量阻聚剂，如对苯酚甲基醚（阻聚剂MEHQ）、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除发生自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。丙烯腈经电解加氢偶联反应可以制得已二腈。氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等，丙烯腈和水在铜催化剂存在下，可以水合制取丙烯酰胺。氰乙基化反应是丙烯腈与醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反应；丙烯腈和醇反应可制取烷氧基丙胺，烷氧基丙胺是液体染料的分散剂、抗静电剂、纤维处理剂、表面活性剂、医药等的原料。丙烯腈与氨反应可制得1，3丙二胺，该产物可用作纺织溶剂、聚氨酯溶剂和催化剂。 1.3丙烯腈的用途
腈纶
4.1前言 聚丙烯腈纤维与其它合成纤维比较具有更酷似羊毛的风格和性能，易染色，并显示鲜艳的发色性，高蓬松化而适于针织用途。聚丙烯腈纤维可将聚合物溶解于溶剂后进行纺丝，也考虑了通过改性的办法熔融纺丝，进行象聚酯和尼龙纤维那样的熔纺。 溶液纺丝法有湿法纺丝、干法纺丝、干湿法纺丝、凝胶纺丝、快速纺丝等多种方法。制造聚丙烯腈纤维主要用湿法纺丝和一步法干法纺丝。关于聚丙烯腈纤维的湿法纺丝因制造商使用的溶剂、凝固剂的不同得到的纤维性质也有细微的差别（特别在风格、色泽上）。下面列出聚丙烯腈纤维的主要制造商及其工艺。 表1 聚丙烯腈纤维的制法 下表是聚丙烯腈纤维的不同改性方法的制法分类：
将在下面对其中有代表性的改性材料进行介绍。 4.2 共聚型改性 为了丙烯腈聚合体赋予成纤的特性和加工性，是一种含5～10%丙烯酸甲酯或醋酸乙烯共聚体，又为了增加对阳离子染料的亲和性，大多进行与少量的甲基丙烯磺酸钠或苯乙烯磺酸钠的共聚合。 基于上述的基本前提条件，改变共聚体成分的配比，进而在牵伸热处理工序上想办法来改进各种纤维的特性。例如，改变风格、收缩特性，提高蓬松性，赋予抗起球性，提高阻燃性等。 （1）改善风格 丙烯腈聚合物通过第二、第三单体的共聚合，可制得酸性染料可染、改善柔软性，进而混入不同量的二氧化钛，与纤维截面的异型化相结合可改善风格。 （2）蓬松化 将作为第二组分的丙烯酸甲酯共聚合，在一定的工艺条件下通过牵伸热处理，得到高收缩纤维。这种纤维与通常的纤维或低收缩原棉混纺，经加热得到蓬松纤维。 （3）抗起球 在聚合物中作为第二单体的丙烯酸甲酯共聚合，通过一定的牵伸热处理的工艺条件能减少纤维发粘，提高抗起球性，例如东丽的“コーピロン”“パイレス”，旭化成的“ハイコール”，三菱人造丝的“スーパーキヤメロン”，钟纺的“ルシーナ”，旭化成的“カシミロンKP”等。 （4）阻燃
PP合成纸生产工艺流程
一、PP合成纸工艺流程 由于加工设备和生产情况不同，采用的合成纸工艺路线各有差异。目前国内以PP合成纸制作为主，故重点介绍PP合成纸压延成型。 (一)PP合成纸压延薄膜生产工艺流程 生产PP合成纸的工艺流程，首先按规定配方，将材脂和助剂加入高速混合机(或管道式捏合机)中充分混合，混合好的物料送入到密炼机中去预塑化，然后输送到挤出机(或炼塑机)经反复塑炼塑化，塑化好的物料经过金属检测仪，即可送入压延机中压延成型。压延成型中的料坯，经过连续压延后得到进一步塑炼并压延成一定厚度的薄膜，然后经引离辊引出，再经轧花、冷却、测厚、卷取得到制品。 (二)PP合成纸片材生产工艺流程 主要由高速混合机、密炼机、炼塑机、压延机等组成。
１－辅料混合吸附器２－旋风分离器３－储罐４－风机５－布袋过滤器６－风机７－文氏管８－螺旋加料器９－储仓１０－高速混合机１１－密炼机１２－炼塑机１３－压延机１４－冷却装置１５－光电器１６－切割装置１７－PP合成纸成品 二、影响PP合成纸制品质量的因素 影响PP合成纸制品质员的因素很多，一般说来，可以归纳为四个方面。即压延机的操作因素，原材料因素，设备因素和辅助过程中的各种因素。。下面以此为例来说明各种因素的影响。 （一）、压延机的操作因素 １、辊温与辊速 物料在压延成型时所需的热量，一部分是辊筒提供的，另一部分来自物料与辊简间的摩擦以及物料本身的剪切作用产生的热量。产生摩擦热的大小除与辊速有关外，还与物料的增塑程度有关，也即与其粘度有关。因此，不同的物料，在相同的辊速条件下，其温度控制就不同，同样，相同配方不同的转速时，其控制温度也不同。 压延时，物料常粘于高温或高速辊简上，为了使物料能依次贴于辊筒上，避免空气夹入，各辊简的温度一般是依次递增的，但三、四辊温度较接近，这样便于薄膜从三辊上引离下来。各辊的温度差为5—10℃。 ２、辗简的速比 压延机相邻两辊筒线速度之比称为辊简的速比。使压延机具有速比的目的，不仅使压延物依次贴于辊简，而且还在于使塑料能更好地塑化，因为这样能使物料受到更多的剪切作用。此外，还可以位压延物取得一定的拉伸与取向，从而使所制薄膜厚度减小和质量提高。为了达到拉伸与取向的目的，辅机与压延机辊简速度也有相应的速比。这就使引离辊．冷却辊、卷取辊的线速度依次增加，并都大于压延机主辊简(一般四辊压延机以三辊为准)的线速度。但速比不能太大，否则薄膜厚度将会不均匀，有时还使合成纸产生过大的内应力。薄膜冷却后要尽量避免拉伸。 调节速比的要求是既不能使物料包辊，又不能不吸辊。速比过大会发生包辊现象，反之则会出现不吸辊现象，以致空气带入使产品出现气泡，如果对硬片来说，则会产生“脱壳”现象，塑化不良，造成质量下降。
腈纶废水处理工艺
序号项目丙烯腈 装置 腈纶装置 聚合溶剂回 收 纺丝 1 流量(m3/h) 125 70 55 100 2 p H值 6.81 4-5 6-12 6-8 3 BOD5( mg/l) 480 1033 180 11 4 COD cr( mg/l) 1500 3030 240 55 5 总碳(TOC)( mg/l) 683 180 70 6 总悬浮物(TSS)( mg/l) 120 343 36 11 7 总氮(TN)( mg/l) 0 250 120 20 8 氨氮(NH3-N)( mg/l) 150 0 0 0 9 硫氰酸钠(NaSCN)( mg/l) 40 360 40 10 丙烯腈(ACN)( mg/l) 356 0 0 11 低聚物( SPN)( mg/l) 200 36 20 12 氰化物(Cyanide)( mg/l) 5 3 0.6 0.1 13 硫化物(SulpHate)( mg/l) 1365 90 118 14 氯化物(Chloride)( mg/l) 899 30 14 污染物种 类 进水*（mg/L）出水（mg/L）去除量（mg/L）去除率（％）COD cr1323 100 1223 92.4 BOD5449 50 399 88.9 NH3－N** 138 25 113 81.9 氰化物 2.6 0.5 2.1 80.8
段和不同的污染物采用相应的处理方法进行有效的处理，达到高效、经济、合理。由于污水的组成复杂，本工程采用化学法进行预处理，采用生物法进行主体处理，采用生物物理法进行后续处理，最终达到采用较低投资和运行成本，实现处理出水达标的目的。预处理系统：为了排除高浓度及毒性的冲击，在预处理系统中必须设置事故池。在含氰污水中主要防治氰根浓度的冲击问题，一般情况下未经含氰污水驯化后的微生物对氰根的承受能力为1～2 mg/L，经含氰污水驯化后的微生物对氰根的承受能力为3～5 mg/L。当污水中的氰根含量大于5 mg/L时，微生物将产生中毒，在生化反应池中活性污泥会产生离散、上浮现象，微生物失去活性，出水水质恶化。由于丙烯腈、腈纶生产污水中氰根浓度一般小于5 mg/L，当生产系统出现故障或某工程的操作失误会造成生产污水中氰根含量大于5 mg/L时，处理系统将这一现象视为事故状态。预处理中将事故状态的高浓度含氰污水排入事故池，采用小流量逐步排出的方法，再进入处理系统。其二，通过化学混凝气浮去除部分悬浮固体及胶状物质（一部分低聚合物）；混凝气浮对去除污水中悬浮物和胶状物是一种最有效的方法之一。在凝聚剂和助凝剂的作用下不仅能去除悬浮物和胶状物，同时还能去除一部分大分子结构的溶解性有机物。去除污水中的大分子结构的溶解性有机物采用混凝的化学法已被公认，然后通过生物水解酸化作用把剩余的大部分大分子有机物转化为小分子物质，即可提高 BOD/COD比值，约为20％，COD的去除率可达到30～40％，使主体处理系统发挥更大的能力。主体处理系统：主体处理系统处理效果的好坏直接影响到能否达标的关键。选择具有同时去除C和N的生化工艺是比较经济而有效的方法。3、后续处理系统：根据处理后出水水质要求达到COD≤100 mg/L，NH3－N≤25 mg/L等排放标准，在预处理、主体处理系统后，还必须加入后续处理系统来保证出水水质达标。在化工污水的处理过程中，一般通过预处理和主体处理系统后污水中的易生物降解物质均被去除，而存下一部分为难生物降解物质，如部分残留的大分子有机物(如低聚合物等)和微生物代谢物质，而这部分物质浓度低（接近排放标准值），这些物质主要以COD值出现在水中，在普通的生化反应池内难以降解；在后续处理系统中必须选择具有对难降解物质能有效去除的工艺，才能保证处理后出水达标排放，同时还需为水资源的回用打好基础。 (2) 工艺流程图 图9－2 腈纶废水处理工艺流程 (4)工艺说明 预处理系统：丙烯腈装置生产污水进入1＃集水池，当污水中氰化物浓度>5 mg/L时，通过事故泵把污水打入1＃事故池，反之污水进入1＃中和池。根据类似污水处理工程的经验，污水经中和后可直接进行生化处理，但考虑到为生化处理减轻压力，污水经中和后进入混凝气浮池。腈纶装置污水进入2＃集水池，当污水中氰化物浓度>5 mg/L时，通过事故泵把污水打入2＃事故池，反之污水进入2＃中和池。由于腈纶装置生产污水中含有较难处理的有机物如低聚物（ SPN），根据类似污水进行的混凝沉淀小试经验，当投加适量的凝聚剂和高分子助凝剂可使污水中COD削减20～30％。丙烯腈、腈纶生产污水经混凝气浮后COD可从1323 mg/L降至1058 mg/L，去除率为20％。根据混凝气浮的原理通过投加适量的凝聚剂和