聚丙烯腈在硫氰酸钠水溶液中溶解问题
干法纺丝时
由聚合釜引出的淤浆含有一定量未参加反应 的单体，故需不断向淤浆槽加入足够量的终止 剂(乙二胺四乙酸四钠盐）使聚合反应停止。
淤浆由泵送至旋转真空过滤机分离出聚合 物．用无离子水彻底水洗，以除去未反应的单 体和盐，滤液被送到单体回收工段，将未反应 单体回收重新使用。离开过滤机的聚合物大约 含有5％的水分，加入中和剂(NaOH)调节pH值， 然后用无离子水再制成含量约为25％的浆料， 送到湿混合系统。
4. 5.聚合助剂：硫脲、乙丙醇等。
（一）均相溶液聚合
单体与聚合物都能溶于溶剂之中的聚合体系称之为
均向溶液聚合。硫氰酸钠法均相溶液聚合的流程如图 4—1所示。
原料丙烯腈(AN)、第二单体丙烯酸甲酯(MA)、第三
单体衣康酸(IPA)及硫氰酸纳溶剂分别经由计量捅计量 后放人调配桶， 引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)和浅色 剂二氧化硫脲（TUD)计量之后，经由加料斗加入调配 桶。然后送试剂混合桶，再送聚合釜聚合成原液。通 常转化率为55%~70%之间。完成聚合后的浆液由釜顶 出料，通往脱单体塔，末反应的单体在脱单体塔中分 离逸出，被抽到单体冷凝器，在这里把未反应的单体 冷凝下来，而后被一· 起带回试剂混合桶，脱单体后的 浆液被送入原液准备正序。
经一步法制得的纺丝原液还需经过脱单体、混合、 脱泡、调温和过滤等环节，才能得到符合纺丝工艺要 求的纺丝原液。 由水相沉淀聚合所得的聚丙烯腈是细小的固体颗粒， 必须将其溶解在有机或无机溶剂中，并经混合，脱泡 和过滤等工序。 (一)一步法制备纺丝原液 图5—6为NaSCN一步法原液准备流程图。由聚合 工段送来的原液经管道混合器而进入原液混合槽，使 原液充分混合后用齿轮泵送住真空脱泡塔，脱除原液 中混入的气泡，脱泡后的浆液送入多级混合器。
聚丙烯腈纤维介绍
二、丙烯腈的聚合
完成聚合后的浆液由釜顶出料，通往脱单体塔。 脱单体后的浆液被送入后续的脱泡工段。
均相溶液聚合的优点是省去分离聚合物的沉淀、 过滤和烘干等过程，但对原料的纯度要求较高，对 原液的质量控制和检测难度较大。
二、丙烯腈的聚合
(三)丙烯腈的水相沉淀聚合（图5－2）
丙烯腈等单体可溶于水，PAN则不溶于水而沉淀。
部发生歪扭和曲折。
三、聚丙烯腈的结构和性质
2 PAN的三种不同聚集状态
x射线图发现，这种不规则螺旋状大分子在整个 纤维中的堆砌，就有序区来说，它的序态还是有缺 陷的，还未达到结晶高聚物晶区的规整程度。这是 由于这种螺旋体的歪曲和曲折，并且没有一定螺距， 所以不能整齐堆砌成较完整的晶体，通常称为“准 晶”。但就无序区来说，它的序态又高于一般高分 子物的无定形区的规整程度。因此，聚丙烯腈具有 三种不同的聚集状态，即非晶相的低序态，非晶相 中序态和准晶相高序态。
事实上， PAN纤维
中的大分子并不完全如
图所示那样是有规则的 螺旋状分子，而是具有 不规则曲折和扭转的分 子，是由于氰基的存在。 氰基中的碳原子带正电 荷，氮原子带负电荷，
所以把氰基称为偶极子。
三、聚丙烯腈的结构和性质
在同一大分子上氰基间
因极性方向相同而互相排
斥，而相邻大分子间的氰 基则因极性方向相反而互 相吸引(偶极子力)，由于这 种很大的斥力和引力的相 互作用，使大分子活动受 到极大的阻碍，而在它局
非均相溶液聚合—所用介质（水或溶剂）只能溶 解或部分溶解单体，而不能溶解所得到的聚合物， 在聚合过程中聚合物不断地呈絮状沉淀析出，经 分离后需用合适的溶剂再溶解，方可制成纺丝原 液，此法称为腈纶生产的两步法。因非均相聚合 的介质通常采用水，所以又称为水相聚合法。 由此可见，溶液聚合主要有三大部分：单体、 引发剂和溶剂。
溶液聚合
一、判断1、均相溶液聚合也称沉淀聚合即：生成的聚合物不溶于溶剂。
（错）2、非均相溶液聚合指单体和生成的聚合物都溶于溶剂。
（错）3、溶剂自由基可诱导过氧化二苯甲酰的分解，过氧化物在不同溶剂中的分解速率的增加顺序是：卤代物＜芳香烃＜脂肪烃＜醚类＜醇类。
（对）4、PAN的特点是脆性小、熔点低、染色性好。
（对）5、聚丙烯腈不溶于丙烯腈，很难找到合适的溶剂。
（错）6、丙烯腈单体活性较大，可以同许多单体进行共聚改性。
（对）7、常见的聚丙烯腈纤维都是以丙烯腈为主的二元共聚物。
（对）8、异丙醇（ IPA ）是一种调节剂，因其分子中与伯碳原子相连的氢原子特别活泼，易和增长着的大分子自由基作用发生链转移，因此可调聚合物的分子量。
（对）9、丙烯腈水相沉淀聚合其引发剂一般采用油溶性的氧化-还原引发体系。
（错）10、PAN的纺丝干法生产长纤维，湿法生产短纤维。
（对）二、填空1、自由基溶液聚合的特征是链转移反应。
由于链转移反应，将导致聚合物分子量较低、。
溶剂的链转移能力和溶剂分子中是否存在容易转移的原子有密切关系。
若具有比较活泼氢或卤原子，链转移反应常数大。
2、溶液聚合溶剂能一定程度上控制聚合物的分子量及增长链分散状态和构型。
3、AN（＞或＜）85％聚合物仍称为聚丙烯腈4、PAN的特点为：脆性小、熔点低、染色性好。
5、加热到300℃时，PAN不到熔融状态开始分解，熔点高是由于-CN基团与相邻的氢形成“氢键”使局部结晶，大分子的韧性差，故聚合物发脆。
6、二步法水相溶液聚合丙烯腈，以水为反应介质，水溶性引发剂引发聚合，PAN不溶于水溶液，用硫氰酸钠水溶液溶解PAN后纺丝。
7、常见的聚丙烯腈纤维都是以丙烯腈为主的三元共聚物，第一单体丙烯腈。
第二单体主要是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯。
第三单体主要选择含酸性基团的乙烯基单体。
8、常见的聚丙烯腈纤维第三单体就是为了改进聚丙烯腈的染色性，故要求第三单体具有与染色基团相结合的基团，主要是含有酸性基团或者碱性基团的单体。
聚丙烯腈基碳纤维原丝
!
概述
碳纤维是高性能纤维。 由于比重轻、 强度
产， 制成的碳纤维结构上缺陷少， 强度和模量 高。高性能碳纤维仍使用聚丙烯腈基原丝。 纤维素纤维烧成碳纤维得率低，现已很 少在工业上应用。 仅在火箭烧蚀衬、 电磁辐射 屏蔽材料、 电热纸、 活性炭纤维、 口服解酒药、 创口愈合贴膏等方面有一定的用量。在纤维 素纤维中仅工业粘胶长丝用作碳纤维原丝。 沥青作为原料的优点是碳纤维得率高， 稳定化过程的时间短。 不过， 制取中介相沥青 的纯化技术还有待改进，因此十余年来发展 滞后。 沥青基碳纤维成本低， 可以短切后制作 增强塑料、 摩擦材料及水泥增强纤维。 本文集中讨论聚丙烯腈原丝的制作及其 影响参数。
其他公司如日本东丽公司使用 &’ / -& 二元共聚物原丝， 其相对含量有： &’ / -& 45 / !，44 / $， 44# * / "# * 等不同比例。 国内的科研及生产单位大多使用 &’ / 个别单 .& ( 丙烯酸甲酯 ) / -& 三元共聚原丝， 亦有使用聚酰亚 位使用 &’ / -& 二元共聚物， 胺共混体的。 东丽公司在原丝纺丝时于含聚丙烯腈的 二甲基亚砜 ( 9.:; ) 溶液中掺入共混组份如 聚醋酸乙烯、 醋酯纤维素、 聚乙烯醇或聚乙烯 醇缩醛等。以此原丝烧成碳纤维过程中能抑 制石墨晶体的成长，以改善高模量碳纤维的 压缩强度 0 * < 8 2 。 实例： 纺丝原液为含 1+ 醋酯纤维素 ( 醋酯化 度 *7+ ) 和 $8+ 聚丙烯腈 ( -&$+ ， &’44+ ) 的 9.:; 溶液。 减压脱泡 7 小时后， 原液经孔 干喷湿法 径 !"# $"== 7 """ 孔喷丝帽挤出， 纺丝。空气隙长 *==， 于含 9.:; 7"+ 的水 溶液中凝固成丝。 水洗后， 丝束经三段拉伸浴 拉伸 7 倍， 上硅油后在 $7" < $6"> 热辊上致 密化， 然后在蒸汽中位伸 1 倍。 原丝单丝纤度 丝束总纤度 7 7"" 分特。原丝束在 $# $ 分特， !1" < !5"> 空 气 中 加 热 稳 定化 ， 制 成 比 重 在氮气中 $ 6""> 碳化， 在 $# 76 的预氧化丝， 制成纤维性能列于表 ! 8""> 氮气中石墨化。 可见共混组份有改善高模量碳纤维的压缩 !。 强度的作用。 此外， 调整原丝的化学组成， 可以改善原 丝的致密性，从而优化碳纤维的抗张模量和 强度 0 6 2 。 !# ! 分子量和空间规整性 湿法纺制原丝， 其聚合物分子量控制在 更高分子量的聚合物宜用干喷湿法 6 < $$万； 纺丝。 有的公司探索高分子量聚合物纺制高 希望制 取优质 高性能 碳纤 强度 %&’ 原 丝， 维。 工业上制取高分子量聚丙烯腈有一定困 难。日本 ?@ABC 公司探索用水相悬浮聚合反 应，选用油溶性引发剂和加入水溶性聚合物 可以制得分子量 1" 万以上 聚乙烯醇 ( %D& ) ，
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]。
聚丙烯腈
聚丙烯腈组员：刘俭翔，余波摘要：聚丙烯腈主要用于制造合成纤维（如腈纶）。
用85%以上的丙烯腈和其他第二，第三单体共聚的高分子聚合物仿制的合成纤维。
聚丙烯腈纤维的中国商品名。
俗称人造羊毛。
关键词：丙烯腈，聚丙烯腈一、概述英文简写：PAN聚丙烯腈纤维的研发趋势，可以归纳为二个方面；其一，是新成纤工艺研究，如采用增塑剂法，合成聚丙烯腈共聚物，以期降低聚丙烯腈大分子间的相互作用从而降低聚合物的熔点，来采用熔融纺织工艺或提高干喷湿纺工艺中纺丝浆液的浓度，达到提高成纤后原丝力学性能的目的。
其二，是研究聚丙烯腈纤维的新品种，例如阻燃性聚丙烯腈纤维，高收缩性聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈纤维纺丝过程中的在线着色技术，抗静电聚丙烯腈纤维，高吸水率聚丙烯腈纤维，细旦丝纤维，复合聚丙烯腈纤维，抗菌防臭聚丙烯腈纤维，远红外聚丙烯腈纤维，高强高模聚丙烯腈纤维等二、单体聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。
大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的。
单体分子结构式：丙烯腈聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。
大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的。
主要用于制聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈纤维（俗称晴纶）的强度并不高，耐磨性和抗疲劳性也较差。
聚丙烯腈纤维的优点是耐候性和耐日晒性好，在室外放置18个月后还能保持原有强度的77%。
它还耐化学试剂，特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。
三、丙烯腈的概述1、1893年已经在实验室合成；1930年被工业上用于合成耐油丁腈橡胶；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；2、丙烯腈的物理性质丙烯腈，英文名Acrylonifrile（简称CAN）；化学分子式：CH2=CH-CN；分子量：53.1；丙烯腈在常温下是无色或淡黄色液体，剧毒，有特殊气味；可溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇等有溶剂；与水互溶；丙烯腈在室内允许浓度为0.002mg/L；在空气中的爆炸极限为3.05~17.5%（体积）；丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等会形成二元共沸混合物，和水的共沸点为71℃，共沸点中丙烯腈的含量为88%（质量），在有苯乙烯存在下，还能形成丙烯腈-苯乙烯-水的三元共沸混合物。
聚丙烯腈纤维介绍
二、丙烯腈的聚合
(二)丙烯腈的均相溶液聚合（图5－1流程简图）
丙烯腈等单体及PAN均溶于同种溶剂－ NaSCN；
单体：原料丙烯腈（AN）、第二单体丙烯酸甲酯 (MA)、第三单体衣康酸(ITA)；
引发剂：偶氮二异丁腈(AIBN)；
溶剂：48.8％硫氰酸钠(NaSCN)；
浅色剂：二氧化硫脲(TUD)；
20世纪30年代初期，就已着手聚丙烯腈纤维的生产 试验，直至1 950年，聚丙烯腈纤维才正式投入大生 产。
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最早的聚丙烯腈纤维由纯聚丙烯腈(PAN)制成，故染 色困难，且弹性较差，仅作为工业用纤维。后来开 发出丙烯腈与烯基化合物组成的二元或三元共聚物， 改善了聚合体的可纺性和纤维的染色性。其后又研 制成功丙烯氨氧化法制丙烯腈新方法，才使聚丙烯 腈纤维工业得以迅速发展。
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二、丙烯腈的聚合
第三单体的目的是引入一定数量的亲染料基团，以 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，并使纤维不会因热处理等高 温过程而发黄。
第三单体为离子型，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、甲基丙烯磺酸钠等；另一类是对酸性染料有亲 和力，含有氨基，酰胺基，吡啶基等的单体。此外， 为使聚合产物具有合适的分子量，在丙烯腈聚合过程 中还需加入分子量调节剂（如异丙醇）、终止剂(如乙 二胺四乙酸四钠盐)和浅色剂(如二ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化硫脲)等。
由于共聚组分的加入两个Tg逐渐相互靠近，以至完全
相同，三元共聚的PAN的Tg约为75～100℃。由于水的
增塑作用，次级溶胀PAN的Tg进一步下降到65～80℃；
而初级溶胀PAN的Tg则在40～60℃范围内。
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高分子材料加工工艺学
《高分子材料加工工艺学》复习提要一、填空题1. 现代材料科学的范围定义为研究材料性质、结构和组成、合成和加工、材料的性能这四个要素以及它们之间的相互关系。
2. 高分子材料按照来源分类，主要分为天然高分子材料和合成高分子材料。
3. 按照材料学观点：高分子材料分为结构高分子材料和功能高分子材料。
4. 长度一般为35～38mm，称为棉型短纤维；长度一般为75～150mm，称为毛型短纤维。
5. 聚酯纤维（涤纶或称的确良），聚酰胺纤维（锦纶）、聚丙烯纤维（丙纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）。
6. 高分子材料加工过程一般包括四个阶段：1）原材料准备；（2）使原材料产生变形或流动，并成为所需的形状；（3）材料或制品的固化；（4）后加工和处理。
7. 溶液纺丝根据纺丝时所使用的凝固介质不同，可分为湿法和干法两种。
8. 切片中的水分为两部分：一是粘附在切片表面的非结合水，另一是与高分子链上以氢键结合的结合水。
9. 切片的含水率均随干燥时间延长而逐步降低。
在干燥前期为恒速干燥阶段，这时除去的主要是切片中的非结合水；干燥后期为降速干燥阶段，主要去除结合水。
10. 转鼓干燥机主要由有转鼓部分、抽真空系统和加热系统三部分组成。
11. 组合式干燥设备主要包括预结晶器、充填干燥器及热风循环系统三部分组成。
12. 喷丝孔的几何形状是直接影响熔体的流动特性，其通常由导孔和毛细孔构成。
13. 丝条冷却吹风形式有两种：侧吹风和环形吹风，而针对短纤维主要采用环形吹风。
14. 聚酯短纤维的后加工工艺，主要包括集束、拉伸、卷曲、热定形及切断打包。
15. 纤维的拉伸倍数应根据卷绕丝的应力－应变曲线确定，选择在自然拉伸倍数和最大拉伸倍数之间。
16.长纤的后加工工艺主要为拉伸加捻工艺、假捻变形工艺及空气变形工艺。
17. 长纤的拉伸加捻后加工工艺，其在喂入辊和第一导丝盘间进行一段拉伸，在第一和第二拉伸盘进行二段拉伸。
18. 空气变形丝生产工艺主要包括：长丝喂入、喷射变形、冷拉伸、热定型及卷绕。