聚丙烯腈(PAN)表球特征
聚丙烯腈纤维分子式
探秘聚丙烯腈纤维的神奇世界
聚丙烯腈纤维（PPAN）是一种合成纤维，其特点是强度高、耐磨损、抗紫外线辐射、不易变形、耐高温、不易老化等。
这种纤维的分
子式是(C3H3N)n，由于它是由丙烯腈单体经过聚合反应制得，所以又
称为丙烯腈纤维。
它主要应用于特种纺织品、产业过滤、环保材料等
领域。
作为一种功能性纤维，PPAN的应用领域非常广泛。
在特种纺织品
方面，PPAN纤维通常被用于防弹面料、防切割手套、防火罩、防静电
服装和军用防护服等。
在产业过滤领域，PPAN的无机纤维后处理能力
很强，可以用于各种过滤器、净化器和分离器中。
在环保材料领域，PPAN的烟气净化性能得到了广泛应用，被广泛用于工业烟气处理中。
PPAN的优越性能除了来自于其分子式，更是取决于它的纤维结构。
PPAN纤维具有“颗粒聚合-拉伸-固化”三个主要阶段的特殊制备工艺，因此能形成更为紧密、均匀、不规则的纤维结构，以达到更高的强度、延伸和热稳定性。
总之，PPAN纤维在现代工业生产中具有不可替代的地位。
我们相信，随着技术的不断发展，这种神奇纤维将在更多的领域发挥更大的
作用。
聚丙烯腈材料
Mn
PDI
kpapp×106 (s-1) 3.22 7.14
最佳值： [CuBr2]:[IDA]=1:2
33950 45940
1.29 1.25
3
4
1:3
1:4
27.41
22.6
37440
34840
1.30
1.36
6.36
5.08
[AN]:[CCl4]:[CuBr2]:[VC]=200:1:1:0.75, [AN]=6.0 mol/L, T=65º t=14 h, in DMF C,
活性可控自由基聚合制备聚丙 烯腈
1. 研究背景 2. 研究内容 3. 结论 4. 科研成果 5. 致谢
1 研究背景
聚丙烯腈（PAN）是一种重要的高分子材料前驱 体，化学稳定性好，不易水解，抗氧化，耐溶剂，能 有效阻止气体的渗透，可用来制备碳纤维，合成纤维 和膜材料等。
窄分子量分布是合成高性能聚丙烯腈的必然要求。
平衡态的活化能为 △H0eq= 13.6 kJ/mol
2.1.8 核磁谱图分析
1H-NMR谱图进一
步证实了
CCl4/CuBr2/IDA引
发的AGET ATRP具 备活性/可控特征。
Fig. 2-4. 1H-NMR spectrum of PAN with CCl4 as initiator and [AN]:[CCl4]:[CuBr2]:[IDA]:[VC] = 200:1:1:2:0.75 at 65º in DMF for C 14 h.
聚丙烯腈通常由传统自由基聚合制备。
聚合缺点：双基终止和链转移等副反应，聚合反 应不可控，聚丙烯腈的分子量分布较宽，严重影响其 加工和使用性能。
1 研究背景
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料
班级：1013241 姓名：董鸿文
学号：101324108
材料化学课程论文
碳纤维复合材料
碳纤维是一种以聚丙烯腈（PAN）、沥青、粘胶纤维等 人造纤维戒合成纤维为原料，经预氧化、碳化、石墨化等过 程制得含碳量达90%以上的无机纤维材料。
1 2
3
沥青基
粘胶基
聚丙烯腈基（PAN）
PAN链的无规则螺旋结构
PAN纤维→预氧化→碳化→石墨化→PAN基碳纤维
PAN碳纤维原丝微观图
【1】PAN碳纤维原丝截面图
【2】PAN纤维截面SEM照
【3】PAN碳纤维表面结构
PAN碳纤维复合材料的应用
1.航空航天：航天飞机、运载 火箭、导弹卫星、民用商业飞 机
2.体育休闲：球杆球拍、箭弓、 鱼竿、自行车
参考文献
[1]徐樑华：高性能PNA基碳纤维国产化进展及发展趋势[J].中国材料进展， 2012，31（10）：7-13 [2]陈利，孙颖，马明：高性能纤维域成形体的研究[J].中国材料进展，2012， 31（10）:21-29 [3]韩克清，严斌，余木火：碳纤维及其复合材料高效低成本制备技术进展[J].中 国材料进展，2012，31（10）:30-35 [4]郭敏怡:我国高性能碳纤维产业发展现状不展望[M].军民两用技术不产品， 2012,2:53-58 [5]郑宁来:中国航天公司研制成功碳纤维新产品[J].合成纤维，2011,40 （7）:14-15 [6]贺福:研制高性能碳纤维已是当务之急[J].高科技纤维不应用，2010,35（1）： 14-18 [7]钱伯章:国内外碳纤维应用领域、市场需求以及碳纤维产能的进展[J].高科技 纤维不应用，2010,35（2）:29-33 [8]赵稼祥:世界PAN基碳纤维的生产不需求以及对发展我国碳纤维的启示[J].新 材料产业，2010,9:25-31
聚丙烯腈的结构简式-概述说明以及解释
聚丙烯腈的结构简式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述聚丙烯腈是一种重要的合成纤维材料，也是丙烯腈单体聚合得到的聚合物。
它具有优异的物理性质和化学性质，广泛应用于纺织、化工等领域。
聚丙烯腈的化学结构中含有酰胺基团，使得其具有良好的强度、耐久性、抗静电性和抗皱性等特点。
此外，聚丙烯腈还可以通过进一步的化学反应和处理获得其他功能性纤维，如碳纤维，增加了其应用的多样性。
本文将对聚丙烯腈的化学结构、物理性质以及应用领域进行详细介绍，并展望其未来可能的发展方向。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将以聚丙烯腈（Polyacrylonitrile，简称PAN）为研究对象，探讨它的结构简式、物理性质及应用领域。
具体而言，文章将分为三个主要部分。
第一部分为引言部分，包括概述、文章结构和目的三个小节。
在概述中，将简单介绍聚丙烯腈的基本情况，以及其在化学和材料领域的重要性。
文章结构一节将解释整篇文章的组织框架，说明各部分的主要内容。
目的一节将明确本文的主要研究目标和意义。
第二部分为正文部分，主要包括聚丙烯腈的化学结构、物理性质及应用领域三个小节。
在聚丙烯腈的化学结构一节中，将详细介绍聚丙烯腈的分子结构、化学键以及聚合方式。
聚丙烯腈的物理性质一节将涵盖其热力学性质、力学性能、光学性质等方面的内容。
在聚丙烯腈的应用领域一节中，将探讨聚丙烯腈在纺织、医药、电子等领域的广泛应用和发展前景。
第三部分为结论部分，将主要包括总结聚丙烯腈的结构简式、对聚丙烯腈的未来发展进行展望以及结束语。
总结聚丙烯腈的结构简式一节将回顾本文中所提及的聚丙烯腈的化学结构，并概括其主要特点。
对聚丙烯腈的未来发展进行展望一节将探讨聚丙烯腈在新材料、新技术等方向的发展前景，并提出相关建议和展望。
最后，结束语将对本文的研究进行总结，并提出对读者的期望。
通过以上结构的安排，本文将全面介绍聚丙烯腈的结构简式、物理性质及其应用领域，为读者提供一份关于聚丙烯腈的综合性参考文献。
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料
针对PAN基碳纤维复合材料生产过程中存在的能耗高、污染重等问题 ，研究者们不断改进生产工艺，提高生产效率和环保性。
未来发展趋势预测与挑战分析
高性能化
未来PAN基碳纤维复合材料将继续向高性能化方向发展， 以满足高端应用领域对材料性能的更高要求。
绿色环保
随着环保意识的提高，PAN基碳纤维复合材料的绿色生产 将成为未来发展的重要趋势，包括采用环保原料、优化生 产工艺等。
耐疲劳性
碳纤维复合材料具有良好 的耐疲劳性能，能够承受 长期的交变载荷作用。
热稳定性及耐候性评估
热稳定性
PAN基碳纤维在高温下能 够保持较好的稳定性，不 易发生热分解或氧化反应 。
耐候性
碳纤维复合材料具有良好 的耐候性能，能够抵抗紫 外线、酸雨等自然环境的 侵蚀。
耐腐蚀性
由于碳纤维的化学稳定性 较高，因此它对于多种化 学物质都具有良好的耐腐 蚀性。
汽车工业领域应用
轻量化
碳纤维复合材料具有密度小、比 强度高、比模量高等优点，是实 现汽车轻量化的理想材料，可用
于车身、底盘等结构件。
安全性
碳纤维复合材料在碰撞时能够吸收 大量能量，提高汽车的安全性。
舒适性
碳纤维复合材料具有良好的阻尼性 能，能够降低汽车行驶过程中的振 动和噪音，提高乘坐舒适性。
体育器材领域应用
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合 材料的制备工艺主要包括原丝 制备、预氧化、碳化、石墨化 等步骤，通过控制工艺参数可 以得到不同性能的复合材料。
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合 材料在航空航天、汽车、体育 器材、建筑等领域具有广泛的 应用前景，如飞机结构件、汽 车轻量化部件、高性能运动器 材等。
02
CATALOGUE
聚丙烯腈和碳纤维(29页)
碳化
(3) CO和C02的释放: 未被结合到梯形结构中的含氧基团被热解。
(4) HCN的释放: 小的芳构化片之间缩聚的副产物。
HC
I ◦
HZ H? H2 CN
N夕cI C HcH’
H C I HCN C
碳化
Logo
碳化
(5) N2的释放: HCN的释放影响收率，900-1 300ftC是脱氮高峰。
-CHa-CH* + R-SH CN
-CHz-CHa- + RS . CN
碳纤维的结构
碳原子结构最规 整排列的物质是 金刚石, 碳纤维 结构近乎石墨结 构, 比金刚石结 构规整性稍差
<_”Hrl
t H 64 ta ' I-,ຫໍສະໝຸດ *** _ <；■*
一
、二丫
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碳纤维的分类
最早问世 ,宇航咳 — 性材料
HHH HHH
iIII
乂 c/
IIII
石墨化
石墨化是固相碳化反应的继续，碳纤维中以氮为主的非碳元素几乎全 部溢 走，得到含碳量接近100%的石墨纤维。2200X: 时基本完成。
Logo
Logo
聚丙烯腈的合成
JI发: 别发釗及热分解，卢生初级t由裏。分解反应 連卒 敕仗，可技喇整个反应連卒。初级负由暮与单体 加成， 打开神类羊体的，形成n，生成羊体令由基＞ 并玫热。 C1本水商公句采用偶氬二异丁漪(AIBN)做J|发利，二 甲 泉正风CDMSOJ做泳利，换作安全，户品质黃 本。
CHa
偶合终止 -CHi-CH* + 'CH-CH?- -- CHa-CH- CH-CH2-
聚丙烯腈
－５０－
建筑工程
论民用建筑暖通工程施工要点
张鹏 （哈尔滨投资集团有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150000）
摘 要：随着人们对住宅环境要求的不断提高，我国民用住宅小区的建设达到了一个新的高度。随着住宅小区建设的不断增加，暖通故障也时 常出现，分析其原因，一方面是由于业主进驻后对暖通系统的私自改装，另一方面也有暖通工程施工过程质量不达标造成的。针对这样的情况，如何 提高民用建筑暖通工程施工质量，已经成为了目前暖通工程施工单位的首要问题。根据国家对民用建筑暖通工程的要求，详细的论述了民用建筑暖 通工程施工的要点及施工的注意事项。
优雅自然的光泽，它还可以用于机织外衣，像正装
聚丙烯腈的合成，直到 1929 年德国的巴斯夫公司
这种方法的主要缺点是聚合物在硫氰酸钠水 面料、仿麂皮飞行员夹克、外衣及夹克面料等。
（BASF） 成功地合成出聚丙烯腈。1942 年德国的 溶液中的溶解度小，只有 13%左右。
PAN 还可用于高品质的天鹅绒室内装饰织物（三
成纺丝原液，此法称为腈纶生产的两步法。因非均 充料以及休闲装饰则是其另外的应用。其他最终 [4]任铃子.中国腈纶工业现状与前景展望[J].合成纤
相的溶液聚合介质通常采用水，所以又称为水相 用途还包括旗帜、各种类型的防水油布、小船盖 维工业，2005，2 28（1）：46-49.
聚合法[7]。
布、雨伞织物以及汽车内部装饰织物等。
2700kt，占合成纤维总量的 9%左右；我国的腈纶 感需求，使其特别适合于衬衫、套衫及绒头织物、 MAC 纤维在火灾中不会燃烧）。另外如拼装地毯、
产量也已达到 430kt。进入 2003 年已建成生产能 内衣、运动服及休闲服等商品的制造。
窗帘以及装饰织物等也有生产[8]。
高分子量聚丙烯腈pan粉末
高分子量聚丙烯腈pan粉末
高分子量聚丙烯腈（PAN）粉末是一种具有高分子量的聚合物粉末材料。
PAN是一种合成纤维原料，用于制造阻燃纤维、碳纤维和活性炭等材料。
高分子量PAN粉末具有以下特点：
1. 高分子量：具有较高的分子量，使其具有较好的强度和耐热性能。
2. 耐热性：PAN粉末具有较高的热稳定性，可在高温环境下保持其性能稳定。
3. 阻燃性：PAN粉末具有良好的阻燃性能，可用于制造阻燃材料，增加产品的安全性。
4. 可加工性：PAN粉末可通过热压、注塑等工艺进行成型加工，适用于不同的制造工艺。
高分子量PAN粉末在许多领域有广泛的应用，如航空航天、汽车工业、电子材料、阻燃材料等。
它可以制备各种高性能复合材料，如碳纤维增强复合材料，具有轻量化、高强度和高耐热性能，广泛用于航空航天、汽车和体育器材等领域。
此外，PAN粉末还可以用于制备活性炭材料，用于废水处理、空气净化等环境保护领域。
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在发生溶解后通过聚合反应把不溶
性的高分子聚合物生成。并使得芯
材被包裹的过程。
6
悬浮聚合法
是指溶有引发剂的单体以液滴状悬
浮于水中进 行自由基聚合的方法。
整体看水相为连续相，液滴为分散
相[10]。
第一章 引言
1.2碳微球的研究动态
1.2.1碳微球的研究进展 碳微球的发展由来已久，在1960年左右，科学家在对焦炭的研究中出乎意料的发现了一种球型的碳结构[14]在此之后，开 启了碳微球研究的先端。而在1973年Honda等通过对沥青进行分离从而发现微米级的中间相碳微球以后[15]，碳微球得到了科 研人员的重点研究。在这之后，碳微球的的研究进展进入了快车道，在20世纪的70年代末，科学家在热台显微镜下发现了中间 相的可溶热变特征，在这个基础上认定了中间相可以包括溶剂不溶的高分子量组分以及溶剂可溶的低分子量组分。
些，不太合适。
界面聚合法
4
它所采用的原理是将不同的溶剂中放入不同的两种活
性单体溶解，使得两种溶液分散，一种分散到另一种中，在
两种不同溶液的交界界面处会发生聚合反应，聚合反应产生
的物质就是我们想要制得的微胶囊。
原位聚合法
5
以氨基树脂作为原料，使用了原位 聚合法制备了微胶囊，该方法是指
在在一个微胶囊化的体系中，单体
被形成。
复相乳液法
2
我们制备微胶囊使用最多的方法，他首先是将壁材与芯 材混合形成混合物后，以微滴状态分散到介质中，分散介质中
具有挥发性的会被急剧的蒸除在液滴中。
乳液聚合法
3
不仅可以适用于连续的水相，连续的的有机相也能被很 好的适用。虽然在有机相作为连续相的使用当中会添加一些
有毒有害的表面活性剂，使得在医药领域的应用变得小了一
再以氢氧化镁(Mg(OH)2) 作为分散剂
使用悬浮聚合法制备得 到聚丙烯腈基微球
热解法
以聚丙烯腈微球作为前驱体
对温度的调节
碳微球
后通过使用热重分析（TG）、扫描电镜（SEM）、红外光谱图（IR）、X射线衍射（XRD）、比表面积 （BET）对聚丙烯腈基碳微球进行了表征。该制备过程工艺简单，对于碳微球的工业发展有非常积极的意义。
1.2.2碳微球的制备方法
化学气相沉积法（CVD法）
模板法
溶剂（水）热法
原理是在气相反应的条件下，原料通过一系 列化学反应如降解、脱水后碳化成球的方法。 许并社[19]通过使用化学气相沉积法（CVD法） 制得的碳微球与强酸和二氯化锡进行活化后， 制得银纳米颗粒 碳微球复合材料。
制备原理是一种采用球形材料为模板的 方法。1982年，Gilbert[21]首次提出 硬模板法 合成多孔材料的概念，用充 满可碳化树脂的多孔模 板制成了多孔 玻璃碳( PGC) 。
钠 (SDS
) 0.8g
偶氮 二异 丁氰 （ AIBN ）
0.6g
丙烯 腈 (AN)
6.78 6g
氯化 钠（ NaCl
）12.Biblioteka g2.2实验仪器及设备表2：所需仪器及设备 Table 2: required instruments and equipment
实验仪器及设备 温度计
三口烧瓶 玻璃棒 量筒 冷凝管
第二章 实验部分
2.1实验试剂与原料
该研究中所需试剂及用量详如表1
表1：所需试剂及用量 Table 1: Required Reagents and Dosage
试剂 用量
氢氧 化钠
（ NaO H）
1.12 28g
纯净 水（ H2O
）
40ml
氯化 镁 (Ma Cl2)
2.03 1g
十二 烷基 硫酸
溶剂(水)热法是指在密闭的反应容器 中，通常情况下把水作为反应介质，给 与其一定的的压力和温度，升高温度， 使得反应容器变热，从而使得原料反应 生成产物的一种。
第一章 引言
1.3本文研究意义
正是因为碳微球性能优异，是一种应用非常广泛的碳材料。
以丙烯腈（AN）作为单体
氮二异丁氰(AIBN) 作为引发剂
聚丙烯腈（PAN） 基碳微球的制备与表征
学生姓名
xx
专业班级
xx
指导教师
xx
学院名称
xx
2020
目录
第一章 引言 第二章 实验部分 第三章 实验表征与分析 第四章 实验数据总结与结论 第五章 参考文献 第六章 结束语
第一章 引言
1.1微球的研究动态
1.1.1微球概述
微球的形状一般为球型，一般由天然高分子材料或者手工通过不同的制备方法制备而 来。它的尺寸非常的小，一般不超过1000微米，肉眼不能够直接观察到，需要使用显微镜 才能够看清楚。微球的各种其实技术起源的很早，但是开始迅猛的发展却已经是1970年后 的事情了。
胶头滴管 人工智能管式电阻炉
： 扫描电子显微镜
偏光显微镜 红外光谱仪
烧杯 热重分析仪
X射线衍射仪(XRD) 磁力搅拌机
电动搅拌机 乳化机 抽滤器
型号 ------------------6813B
S4800 ----
NEXUS系列
---TGA/DSG系列
Y-2000型 DF101S
JB90—D型 -------
生产厂家 --------------------
洛阳市西格马仪器制 造公司
日本HITACHI公司 ----
美国ThermoNicolet公 司 ----
美国Mettler Toledo公 司
丹东射线仪器厂 郑州市亚荣仪器有限
公司 上海标本摸具厂
-------
第二章 实验部分
2.3碳微球的制备
实验操作的具体流程图如下图1所示，首先以3：1的比例制备出水相与油相，两种溶液混合使用悬浮聚合法制得微 球，在使用热解法制备得出碳微球
1.1.2微球的制备方法
水相分离法
1
可以分为复凝聚法和单凝聚法[8,9]。复凝聚法是高分子包囊材料的相互交联，并且这两种材料要带有相反的电荷。单凝聚 法是将具有高分子包囊材料溶于水溶液中，然后再加入使得它分散的物质油溶性囊芯物,接下来入强亲水性非电解质或亲水性电
解质凝聚剂,凝聚剂会与大多数的水相结合，从而使得高分子包囊材料的溶解度被降低，进一步产生凝聚，微胶囊在凝聚分离后