腈纶的用途和生产方法及工艺
腈纶

高分子化学与材料——腈纶腈纶的定义:腈纶主要由聚丙烯腈组成,它是用85%以上的丙烯腈和不超过15%的第二、第三单体共聚而成,经湿法或干法纺丝制成短纤或长丝。
丙烯腈含量占85%以上,称为第一单体,纯净的聚丙烯腈结构紧密,性脆硬,染色性很差。
第二单体通常用含有酯基的化合物,如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等,第二单体加入后,大分子排列的规整性变差,分子间作用力减弱,从而使纤维在微观结构上趋于疏松,纤维的柔软性提高,弹性和手感改善,并有利于染料分子的引入,改善纤维染色性。
第二单体含量约占5%-9%,其含量的多少除了影响纤维的染色性外,对其他性能也有显著影响。
其他条件不变时,随着第二单体含量的增加,由于丙烯酸甲酯的玻璃化温度降低,纤维的耐热变色稳定性下降,即受热后纤维易发黄,并使纤维的热蠕变量增加,热收缩变形性提高,初始模量降低,纤维受热后容易产生变形,但由于大分子链段的柔曲性提高,成品纤维表现出较好的弹性回复能力。
加入第三单体,是为了向纤维中引入一定数量的亲热烈基团,以改善染色性能。
第三单体含量很低,一般为1%左右。
腈纶的生产:腈纶的原料为石油裂解副产的廉价丙烯:由于聚丙烯腈共聚物加热到230C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。
纺丝可采用干法,也可用湿法。
干法纺丝速度高,适于纺制仿真丝织物。
十分纺丝适合制短纤维,蓬松柔软,适用制仿毛织物。
腈纶的性能:腈纶纤维有“人造羊毛”之美称。
其弹性及蓬松度类似天然羊毛。
其织物保暖性也不在羊毛织物之下,甚至比同类羊毛织物高15%左右。
具有柔软、膨松、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、产业等领域。
优点:1、腈纶织物染色鲜艳,耐光性属各种纤维织物之首,露天暴晒一年,强度仅下降20%。
2、它的弹性较好,仅次于涤纶,比锦纶高约2倍。
腈纶面料_精品文档

腈纶面料引言腈纶(Acrylic)是一种合成纤维,属于涤纶纤维的一种。
腈纶面料由腈纶纤维制成,具有许多优良的性能和广泛的应用领域。
本文将介绍腈纶面料的特点、制作工艺以及应用范围。
特点腈纶面料具有以下特点:1.良好的耐磨性:腈纶面料经过特殊处理,具有较高的耐磨性,不易磨损。
2.保暖性能优异:腈纶纤维具有较好的保暖性能,不易散热,适合用于冷天穿着。
3.染色性好:腈纶纤维易于染色,色牢度高,颜色持久鲜艳。
4.透气性较差:腈纶纤维分子结构紧密,透气性相对较差。
5.化学稳定性强:腈纶纤维对酸性、碱性溶液有较好的抵抗能力,不易受化学物质腐蚀。
制作工艺腈纶面料的制作工艺包括以下步骤:1.纤维选择:选择优质的腈纶纤维作为原料,确保面料的质量。
2.纺纱:将腈纶纤维进行纺纱,形成纱线。
3.织造:使用纱线进行织造,根据需要选择不同的织造方式,如平纹、斜纹等。
4.整理:对织造完成的面料进行整理处理,包括定型、缩水等处理过程,以提高面料的手感和外观。
5.染色:对整理后的面料进行染色,根据需要进行不同颜色的染色处理。
6.后整理:对染色完成的面料进行后整理,如烘干、平整等处理。
应用范围腈纶面料广泛应用于以下领域:1.服装:腈纶面料具有柔软舒适的手感和优良的保暖性能,常用于制作外套、毛衣等冬季服装。
2.家居饰品:腈纶面料的艳丽颜色和柔软质感适合制作家居饰品,如靠垫、地毯等。
3.工业用途:腈纶面料的耐磨性和化学稳定性使其适用于工业领域,常用于制作防护服、工作服等。
4.户外用品:腈纶面料具有一定的耐候性,适合制作户外用品,如帐篷、睡袋等。
结论腈纶面料是一种具有优良性能和广泛应用领域的合成纤维制品。
通过选择优质原料,经过纺纱、织造、整理、染色和后整理等一系列工艺步骤,可以制得质量优良、颜色丰富、手感舒适的腈纶面料。
在服装、家居饰品、工业用途和户外用品等领域均有广泛应用。
腈纶3

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。
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。
它表面平滑,具有良好的悬垂性能,
水 洗 烘 燥 联 合 机
腈 纶 纱
自动络筒生产
粘胶及晴纶 混纺纱
高温高压筒 子染色机
并纱机
上海石化腈纶装置
腈纶烘燥设备
纤维染色机
毛绒剖绒机
摩擦气流纺纱机
参考文献: 1腈纶生产工艺第八讲 氯化锌一步法 汪维良 任铃 子 王精铎 《合成纤维工业 》,CHINA SYNTHETIC FIBER INDUSTRY,1994年 05期 2世界腈纶的发展 美国孟山多公司《中国纺织经 济》 , CHINA TEXTILE ECONOMY, 1996年 06 期 3中国腈纶工业现状与前景展望 任铃子 《合成纤 维工业 》,China Synthetic Fiber Industry, 2005年 01期 4中国腈纶行业的现状和发展 刘伟 刘生 《黑龙江 科技信息》Heilongjiang Science and Technology Information,2007年 17期 5 我国腈纶工业的发展 金离尘 《合成纤维工业》, China Synthetic Fiber Industry,2007年 05期
缺点
1、腈纶织物吸湿性较差,
容易沾污,穿着有闷气感。 2、耐磨性是各种合成纤 维织物中最差的。 3、不耐碱
化学纤维——腈纶

腈纶于1950年开始工业化生产,产量占合纤第三位。
“腈纶”为商品学,学名为聚丙烯腈。
腈纶的主要特性为:1.耐晒性特好。
2.蓬松,保暖,有合成羊毛之称。
3.具有特殊热水收缩性,即将普通纤维再经一次热拉伸后聚冷,得到纤维如果在松弛状态下高温处理会发生大幅度收缩,与普通纤维混纺,纺得腈纶膨体纱。
缺点:1. 吸湿性较差,公定回潮率为2%。
2. 染色性不够好。
3. 耐磨性差,在合成纤维中其磨性较差。
小负荷作用下变形能力,大于涤纶而小于锦纶。
腈纶的生产及其性能和用途腈纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名。
腈纶于1950年开始工业化生产,产量占合成纤维第三位。
腈纶具有优良的性能,由于其性质接近羊毛,故有“合成羊毛”之称。
自1950年工业生产以来,已得到很大发展。
1996年世界腈纶总产量为252万吨,我国产量为29.7万吨,今后我国将大力发展腈纶生产。
腈纶虽然通常称为聚丙烯腈纤维,但其中丙烯腈(习惯称第一单体)只占90%~94%,第二单体占5%~8%,第三单体为0.3%~2.0%。
这是由于单一丙烯腈聚合物制成的纤维缺乏柔性,发脆,染色也非常困难。
为了克服聚丙烯腈的这些缺欠,人们采用加入第二单体的方法,使纤维柔顺;加入第三单体,提高染色能力。
1.腈纶的生产腈纶的原料为石油裂解副产的廉价丙烯: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。
纺丝可采用干法,也可用湿法。
干法纺丝速度高,适于纺制仿真丝织物。
湿法纺丝适合制短纤维,蓬松柔软,适用制仿毛织物。
2.腈纶的性能及用途弹性:它的弹性较好,仅次于涤纶,比锦纶高约2倍。
有较好的保形性。
强度:腈纶的强度虽不及涤纶和锦纶,但比羊毛高1~2.5倍。
耐热性:纤维的软化温度为190~230C,在合成纤维中仅次于涤纶。
耐光性:腈纶的耐光性是所有合成纤维中最好的露天暴晒一年,强度仅下降20%。
腈纶耐酸、氧化剂和一般有机溶剂,但不耐碱。
化学纤维——腈纶

腈纶于1950年开始工业化生产,产量占合纤第三位。
“腈纶”为商品学,学名为聚丙烯腈。
腈纶的主要特性为:1.耐晒性特好。
2.蓬松,保暖,有合成羊毛之称。
3.具有特殊热水收缩性,即将普通纤维再经一次热拉伸后聚冷,得到纤维如果在松弛状态下高温处理会发生大幅度收缩,与普通纤维混纺,纺得腈纶膨体纱。
缺点:1. 吸湿性较差,公定回潮率为2%。
2. 染色性不够好。
3. 耐磨性差,在合成纤维中其磨性较差。
小负荷作用下变形能力,大于涤纶而小于锦纶。
腈纶的生产及其性能和用途腈纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名。
腈纶于1950年开始工业化生产,产量占合成纤维第三位。
腈纶具有优良的性能,由于其性质接近羊毛,故有“合成羊毛”之称。
自1950年工业生产以来,已得到很大发展。
1996年世界腈纶总产量为252万吨,我国产量为29.7万吨,今后我国将大力发展腈纶生产。
腈纶虽然通常称为聚丙烯腈纤维,但其中丙烯腈(习惯称第一单体)只占90%~94%,第二单体占5%~8%,第三单体为0.3%~2.0%。
这是由于单一丙烯腈聚合物制成的纤维缺乏柔性,发脆,染色也非常困难。
为了克服聚丙烯腈的这些缺欠,人们采用加入第二单体的方法,使纤维柔顺;加入第三单体,提高染色能力。
1.腈纶的生产腈纶的原料为石油裂解副产的廉价丙烯: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。
纺丝可采用干法,也可用湿法。
干法纺丝速度高,适于纺制仿真丝织物。
湿法纺丝适合制短纤维,蓬松柔软,适用制仿毛织物。
2.腈纶的性能及用途弹性:它的弹性较好,仅次于涤纶,比锦纶高约2倍。
有较好的保形性。
强度:腈纶的强度虽不及涤纶和锦纶,但比羊毛高1~2.5倍。
耐热性:纤维的软化温度为190~230C,在合成纤维中仅次于涤纶。
耐光性:腈纶的耐光性是所有合成纤维中最好的露天暴晒一年,强度仅下降20%。
腈纶耐酸、氧化剂和一般有机溶剂,但不耐碱。
世界和中国腈纶工业

1993 1995
1996
50 上海石化
58 控股 1996 年
30 停产,已 转卖二次
18 吉化奇峰公司
引进 Monfe
二步法
19 杭州湾腈纶公司
引进 Bayer
5 DMAC 为溶剂
宁波三菱丽阳腈纶
湿法纺丝 20
引进三菱
公司
136 60 民营企业
50 日资
一步法
6 HNO3 为溶剂 21 吉林试剂厂 湿法纺丝
0.85
(4) 发达国家向中国转移产能
上述四点综合分析:我国腈纶工业还会有较大发展,未来十年,腈
纶产能将会增加 500~600kt/a。
投资主体走向多元化。
过去
今后
国有
中石化 中石油
国有
中石化 中石油
外资
民营
4 二步法 NaSCN 为溶剂 湿法纺丝:日本 Exlan 商品名 Exlan
AN、MA、MAS 装箱后送毛条车间
AN、MMA 或 MA 毛条车间
氧化剂、还原剂、稳定剂 ↓
水相悬浮聚合 ↓
脱单体 ↓
水洗、过泸、脱水 ↓
润滑、混合、溶解 ↓
过泸、脱泡 ↓
混合、原液调配 ↓
湿法纺丝 ↓
预牵伸、水洗 ↓
预热、热牵伸 ↓
骤冷、调温调湿、汽蒸定型 ↓
后牵伸、上油、卷曲 ↓
后烘燥 ↓
装箱机 ↓
切断 ↓
短纤打包
催化剂、脱盐水 NaSCN TiO2
7 NaSCN Exlan(日) ACC(美)
二步法
湿纺
8 HNo3 旭化成(日) 9 DMF Hoecket(德) Phone(法) poulene 10 DMAc Monsanto(美) Monte(意)
腈纶生产工艺

腈纶生产工艺腈纶是一种合成纤维,广泛应用于纺织品、鞋材、汽车材料等领域。
腈纶生产工艺是指将合成纤维聚丙烯腈通过聚合、纺丝、后处理等环节制成腈纶纤维的过程。
腈纶的生产包括以下几个主要工艺环节:聚合、纺丝、后处理。
首先是聚合,聚合是将丙烯腈进行聚合反应,得到聚丙烯腈。
该过程通常采用连续聚合反应,反应器内配置有催化剂和溶剂,为了促进反应进程,需要控制反应温度和压力。
反应结束后,通过过滤、洗涤、干燥等处理,得到丙烯腈的聚合物。
接下来是纺丝,纺丝是将聚合得到的聚丙烯腈溶液通过纺丝机进一步处理,得到腈纶纤维。
纺丝机通过旋转喷孔,将聚丙烯腈溶液喷射到空气中,使其快速凝固,并形成连续的纤维。
纤维被收集、拉伸、卷绕后进入后续的处理环节。
最后是后处理,后处理是指对纺丝得到的原纤维进行染色、平整、整理等操作。
这些操作旨在进一步改善纤维的品质和性能。
染色过程通常采用染液浸泡、烘干等处理;平整和整理通过机械加工使纤维表面平整,增加其光泽度和光滑度;同时还需要进行定型处理,使纤维保持所需形态。
在腈纶生产工艺中,还有一些辅助工艺起到重要作用,例如脱除剂处理、研磨处理等。
脱除剂处理是为了去除纺丝和后处理过程中产生的杂质和残留物,从而提高纤维的质量;研磨处理是为了改善纤维的触感和光泽,使用化学或物理方法处理纤维表面,使其更加光滑。
总的来说,腈纶生产工艺是一个复杂的过程,需要通过聚合、纺丝、后处理等多个环节来制备高品质的腈纶纤维。
这个过程需要严格控制各个环节的工艺参数,以确保纤维具有所需的品质和性能。
随着技术的不断发展,腈纶生产工艺也在不断改进和优化,用于生产更加高效、高性能的腈纶纤维。
腈纶生产工艺及应用

腈纶生产工艺及应用
腈纶(Acrylic fiber),是一种合成纤维材料,其化学名为聚
丙烯腈(Polyacrylonitrile),是一种重要的合成纤维材料之一。
腈纶具有多种优异的物理性能和化学性能,因此被广泛用于纺织、化工、建材、汽车等行业。
腈纶的生产工艺主要包括以下几个步骤:
1. 聚合:将丙烯腈与其他单体(如酯类、酮类等)共聚合,经过聚合反应形成聚丙烯腈。
2. 溶解纺丝:将聚丙烯腈溶解于有机溶剂中,并添加相应的添加剂,形成纺丝溶液。
3. 纺丝:将纺丝溶液通过纺丝机器进行纺丝,形成连续的腈纶纤维。
4. 固化:将纺丝后的连续纤维经过牵伸、热固化等处理,使其具有所需的物理性能。
腈纶具有以下几个主要的应用领域:
1. 纺织品:腈纶纤维具有坚韧、耐磨等优点,被广泛用于纺织品制造。
例如,腈纶可以与棉、丝、毛等天然纤维进行混纺,制成不同类型的服装、家纺等。
2. 合成皮革:腈纶纤维具有柔软、耐磨等特点,可以用于合成
皮革的制造。
与传统的供甲醛及其他有害物质的合成皮革相比,腈纶合成皮革更环保、更安全。
3. 建材:腈纶纤维可以用于制作各种建材产品,如地毯、地垫、防滑垫等。
由于腈纶具有耐磨、耐高温等特性,使得这些建材产品更加耐用。
4. 汽车行业:腈纶纤维可以用于汽车内装饰品的制造,如座椅面料、车门饰板等。
腈纶具有耐光、不褪色等特点,使得它成为理想的汽车内饰材料。
总体来说,腈纶作为一种合成纤维材料,在众多领域都有重要的应用价值。
随着科技的不断发展和创新,腈纶的生产工艺和应用领域也将不断拓展和改进。
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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。
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。