腈綸概述整理

1、 纖維纖維： 是天然或人工合成的細(xì)絲狀物質(zhì)。是天然或人工合成的細(xì)絲狀物質(zhì)。 具有足夠的細(xì)度（小于 具有足夠的細(xì)度（小于100100微米）和足夠的長徑比（大微米）和足夠的長徑比（大 于于500500微米乃至無限大）并且顯示一定的力學(xué)特性者微米乃至無限大）并且顯示一定的力學(xué)特性者。 。 一、基本概念一、基本概念 紡織纖維紡織纖維則是指用來紡織布的纖維。則是指用來紡織布的纖維。 紡織纖維特點：紡織纖維具有一定的長度、細(xì)度、彈性、紡織纖維特點：紡織纖維具有一定的長度、細(xì)度、彈性、 強度等強度等良好物理性能良好物理性能，還具有，還具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性較好的化學(xué)穩(wěn)定性。例如：。例如： 棉花、毛、絲、麻等天

2、然纖維是理想的紡織纖維。棉花、毛、絲、麻等天然纖維是理想的紡織纖維。 合成纖維合成纖維（synthetic fibersynthetic fiber） ：用石油、天然氣、煤、用石油、天然氣、煤、 及農(nóng)副產(chǎn)品為原料，經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng)，合成高分子化及農(nóng)副產(chǎn)品為原料，經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng)，合成高分子化 合物，再經(jīng)過加工而制得的纖維。合物，再經(jīng)過加工而制得的纖維。 如如PETPET，PA66PA66，PANPAN， PPPP 棉花、棉花、 羊毛、羊毛、 蠶絲、蠶絲、 麻麻 等等 人人 造造 纖纖 維維 合合 成成 纖纖 維維 麻麻 纖纖 維維 主要成分主要成分 是纖維素、水是纖維素、水 分、脂肪、蠟分

3、、脂肪、蠟 質(zhì)、蛋白質(zhì)、質(zhì)、蛋白質(zhì)、 果膠及灰分等。果膠及灰分等。 性質(zhì)性質(zhì) 強度較強度較 低，延伸率低，延伸率 較低，但濕較低，但濕 強度較高。強度較高。 麻麻 纖纖 維維 以以和和為主。為主。 “輕如蟬翼，薄如宣紙，平如水鏡，細(xì)如羅絹輕如蟬翼，薄如宣紙，平如水鏡，細(xì)如羅絹” 麻麻 纖纖 維維 以羊毛纖維為主，主要成分是蛋白質(zhì)。以羊毛纖維為主，主要成分是蛋白質(zhì)。 紡織用的羊毛是從綿羊身上剪下的，按纖維細(xì)紡織用的羊毛是從綿羊身上剪下的，按纖維細(xì) 度、長度分級。度、長度分級。 羊毛一般呈圓柱形，從根部到頂梢逐漸變細(xì)，羊毛一般呈圓柱形，從根部到頂梢逐漸變細(xì)， 具有螺旋卷曲。好羊毛多數(shù)呈具有螺旋卷曲

4、。好羊毛多數(shù)呈或或。 羊毛比棉羊毛比棉輕輕，強度比棉低，但，強度比棉低，但彈性好彈性好，即在小，即在小 變形之后能恢復(fù)到原來形狀，故其織物挺括或不易變形之后能恢復(fù)到原來形狀，故其織物挺括或不易 折皺。羊毛的濕強低于干強，折皺。羊毛的濕強低于干強，耐酸耐酸不耐堿，受堿破不耐堿，受堿破 壞后強力下降而顏色發(fā)黃。壞后強力下降而顏色發(fā)黃。 羊毛是寶貴的羊毛是寶貴的紡織原料紡織原料，能制織四季衣著，所，能制織四季衣著，所 織冬季織物織冬季織物質(zhì)地厚實質(zhì)地厚實，手感柔軟手感柔軟，保暖性好保暖性好；春秋；春秋 季織物質(zhì)地豐滿，光澤柔和，挺括；夏季織物質(zhì)地季織物質(zhì)地豐滿，光澤柔和，挺括；夏季織物質(zhì)地 薄細(xì)、滑

5、爽。薄細(xì)、滑爽。 是開司米山羊換毛時脫落下來的絨毛，是開司米山羊換毛時脫落下來的絨毛， 山羊絨極細(xì)，用于生產(chǎn)高檔織物，手感柔軟，懸垂山羊絨極細(xì)，用于生產(chǎn)高檔織物，手感柔軟，懸垂 性好。性好。 我國早在南宋，就有記載，周去我國早在南宋，就有記載，周去 非的非的嶺外代答嶺外代答一書記述，廣西某縣一書記述，廣西某縣 楓樹上有楓樹上有“食葉之蟲食葉之蟲”稱做稱做“絲蟲絲蟲”， 它的外形它的外形“似蠶而呈赤黑色似蠶而呈赤黑色”，每當(dāng)五，每當(dāng)五 月（農(nóng)歷）間月（農(nóng)歷）間“蟲腹如蠶之熟蟲腹如蠶之熟”，當(dāng)?shù)兀?dāng)?shù)?人就捉回用醋浸漬，然后剖開蟲腹取出人就捉回用醋浸漬，然后剖開蟲腹取出 絲素，在醋中牽引成絲，一蟲

6、可得絲長絲素，在醋中牽引成絲，一蟲可得絲長 6-76-7尺，這種從野蠶身上抽絲的方法，尺，這種從野蠶身上抽絲的方法， 堪稱是人類人工制絲技術(shù)最早的事實?？胺Q是人類人工制絲技術(shù)最早的事實。 桑蠶結(jié)繭：1.桑蠶；2.吐絲；3、4.成繭；5.桑蠶繭剖面 再生蛋白質(zhì)纖維再生蛋白質(zhì)纖維再生纖維素纖維再生纖維素纖維 粘膠纖維粘膠纖維 銅氨纖維銅氨纖維 再生纖維素纖維再生纖維素纖維 二醋酯纖維二醋酯纖維 三醋酯纖維三醋酯纖維 以天然高聚物為原料，經(jīng)過化學(xué)處理與機械加以天然高聚物為原料，經(jīng)過化學(xué)處理與機械加 工而制得的纖維。工而制得的纖維。 是以天然聚合物為原料是以天然聚合物為原料 ，經(jīng)過化學(xué)處理與機械加工而

7、制，經(jīng)過化學(xué)處理與機械加工而制 得的化學(xué)纖維。得的化學(xué)纖維。 具有與天然纖維相似的性能，具有與天然纖維相似的性能， 有良好的吸濕性，透氣性和染色性，有良好的吸濕性，透氣性和染色性， 手感柔軟，富有光澤，是一類重要的手感柔軟，富有光澤，是一類重要的 紡織材料。紡織材料。 紡織品：紡織品：長絲稱人造絲，可織成各種平滑柔軟的絲織品，如人長絲稱人造絲，可織成各種平滑柔軟的絲織品，如人 造絲綢。短纖維俗稱人造毛，是毛紡廠不可缺少的原料。棉型粘造絲綢。短纖維俗稱人造毛，是毛紡廠不可缺少的原料。棉型粘 膠短纖維俗稱人造棉，可以織成各種色彩絢麗的人造棉布，適用膠短纖維俗稱人造棉，可以織成各種色彩絢麗的人造棉布

8、，適用 于做內(nèi)衣、外衣以及各種裝飾織物。于做內(nèi)衣、外衣以及各種裝飾織物。 工業(yè)上：工業(yè)上：輪胎的簾子線、簾子布。輪胎的簾子線、簾子布。 發(fā)展：發(fā)展：高濕模量粘膠纖維（富強纖維），干、濕強度都比普通高濕模量粘膠纖維（富強纖維），干、濕強度都比普通 粘膠纖維高，同時縮水率相應(yīng)降低，在堅牢度、耐水洗性、抗皺粘膠纖維高，同時縮水率相應(yīng)降低，在堅牢度、耐水洗性、抗皺 性和形狀穩(wěn)定性方面更接近優(yōu)質(zhì)棉。性和形狀穩(wěn)定性方面更接近優(yōu)質(zhì)棉。 雜鏈纖維雜鏈纖維 聚酰胺纖維聚酰胺纖維 聚酯纖維聚酯纖維 聚氨酯纖維聚氨酯纖維 等等 碳鏈纖維碳鏈纖維 聚丙烯睛纖維聚丙烯睛纖維 聚乙烯醇縮醛纖維聚乙烯醇縮醛纖維 聚丙烯纖維

9、聚丙烯纖維 等等 （1 1）抗皺性、保形性、耐熱性、電絕緣，織物易洗、快干、免熨。）抗皺性、保形性、耐熱性、電絕緣，織物易洗、快干、免熨。 （2 2）不需混紡，不起球。）不需混紡，不起球。 （3 3）染色比錦綸差。）染色比錦綸差。 易染色易染色 具有較高的拉伸強度和具有較高的拉伸強度和 適宜的延伸度。適宜的延伸度。 過高不易加工，過低者性能不好。過高不易加工，過低者性能不好。 分子間次價力越大，纖維的分子間次價力越大，纖維的 強度越高。強度越高。 將高聚物溶解或熔融成溶液或?qū)⒏呔畚锶芙饣蛉廴诔扇芤夯?熔體，再經(jīng)紡絲、凝固或冷卻形成纖維。熔體，再經(jīng)紡絲、凝固或冷卻形成纖維。 合成纖維 聚酰胺6纖

10、維（錦綸或尼龍6）， 聚丙烯腈纖維（腈綸）， 聚酯纖維（滌綸）， 聚丙烯纖維（丙綸）， 聚乙烯醇縮甲醛纖維（維綸） 特種纖維（包括用四氟乙烯聚合制成的耐腐蝕 纖維，耐200以上溫度的耐高溫纖維，強度 大于10克/旦、模量大于200克/旦的高強度、 高模量纖維，以及難燃纖維、彈性體纖維、功 能纖維等） 合成纖維品質(zhì)指標(biāo) 物理機械性能：纖度、比重、吸濕性、熱 性能、電性能、斷裂強度、初始模量、回 彈性 穩(wěn)定性能：對氣候的穩(wěn)定、化學(xué)試劑和微 生物的穩(wěn)定性能 加工性能：紡織加工性能和染色性 實用性能：保形性、耐洗滌性能、吸汗性、 透氣性 錦 綸 錦綸是中國的商品名稱，它的學(xué)名叫聚酰胺纖維； 有錦綸66

11、，錦綸1010，錦綸6等不同品種。 錦綸在國外的商品名又稱“尼龍”，“耐綸”， “卡普綸”，“阿米綸”等。 錦綸是世界上最早的合成纖維品種，由于性能優(yōu) 良，原料資源豐富，因此一直是合成纖維產(chǎn)量最 高的品種。 耐磨耐磨、強度高、強度高、強度及耐磨性居所有纖維之首。強度及耐磨性居所有纖維之首。 比重比重大、不怕蟲蛀大、不怕蟲蛀。 保保形性差，易起皺變形形性差，易起皺變形，產(chǎn)生靜電，易，產(chǎn)生靜電，易起毛結(jié)球。起毛結(jié)球。 常用來制作運動服常用來制作運動服、形體衫、彈力襪形體衫、彈力襪等。等。 滌 綸 滌綸滌綸的學(xué)名叫聚對苯二甲酸乙二酯，簡稱 聚酯纖維。滌綸是中國的商品名稱，國外有稱 “大可綸”，“特利

12、綸”，“帝特綸”等。 彈性比任何纖維都強；強度和耐磨性較好，比其 它纖維高出34倍，而且挺括、不易變形，有 “免燙”的美稱；滌綸的耐熱性也是較強的；具 有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，在正常溫度下，都不會與 弱酸、弱堿、氧化劑發(fā)生作用。 吸濕性吸濕性極差，由它紡織的面料穿在身上發(fā)悶、不透氣。極差，由它紡織的面料穿在身上發(fā)悶、不透氣。 另外，由于纖維表面光滑，纖維之間的抱合力差，經(jīng)另外，由于纖維表面光滑，纖維之間的抱合力差，經(jīng) 常摩擦之處易起毛、結(jié)球。常摩擦之處易起毛、結(jié)球。滌綸滌綸常與棉、毛混紡，以常與棉、毛混紡，以 彌補其不足。彌補其不足。 丙綸丙綸是聚丙烯纖維，是最輕的纖維，密度是棉花的是聚丙烯纖維，

13、是最輕的纖維，密度是棉花的3/53/5，能，能 浮在水面上。它的吸水性小，耐磨性好，做成的衣服不走浮在水面上。它的吸水性小，耐磨性好，做成的衣服不走 樣，可用來制成各種針織物、衣料、人造毛皮。還可以用樣，可用來制成各種針織物、衣料、人造毛皮。還可以用 來制作蚊帳布、地毯、帆布、尿不濕等，醫(yī)學(xué)上丙綸可以來制作蚊帳布、地毯、帆布、尿不濕等，醫(yī)學(xué)上丙綸可以 代替棉紗布，做衛(wèi)生用品。代替棉紗布，做衛(wèi)生用品。 另外，丙綸耐酸、耐堿、彈性較好，有優(yōu)良的電絕緣性和另外，丙綸耐酸、耐堿、彈性較好，有優(yōu)良的電絕緣性和 機械性能，工業(yè)上大量用來制造繩索、包裝材料、漁網(wǎng)、機械性能，工業(yè)上大量用來制造繩索、包裝材料、

14、漁網(wǎng)、 降落傘等。降落傘等。 缺點：耐光、耐熱性差，因此不宜在烈日下暴曬，洗滌時缺點：耐光、耐熱性差，因此不宜在烈日下暴曬，洗滌時 也不能在開水中浸泡。丙綸的另一缺點是染色困難。也不能在開水中浸泡。丙綸的另一缺點是染色困難。 吊帶吊帶拔河繩拔河繩 汽車腳墊汽車腳墊 丙綸丙綸 無紡布無紡布 氯綸氯綸的化學(xué)名稱是聚氯乙烯纖維，是將聚氯乙烯溶于丙酮和的化學(xué)名稱是聚氯乙烯纖維，是將聚氯乙烯溶于丙酮和 苯的混合劑或純丙酮溶劑中，紡絲成形的。苯的混合劑或純丙酮溶劑中，紡絲成形的。 它的化學(xué)穩(wěn)定性好，耐強酸強堿，遇火不燃燒，因此常被用它的化學(xué)穩(wěn)定性好，耐強酸強堿，遇火不燃燒，因此常被用 來作為化工廠的濾布、

15、工作服、安全帳幕，以及民用的窗簾、來作為化工廠的濾布、工作服、安全帳幕，以及民用的窗簾、 地毯、家具上的覆蓋材料等。氯綸的保暖性很好，比棉花高地毯、家具上的覆蓋材料等。氯綸的保暖性很好，比棉花高 50%50%，比羊毛高，比羊毛高10%10%20%20%，用它的短纖維做成的絮棉很受歡，用它的短纖維做成的絮棉很受歡 迎。氯綸還有一種奇妙的特性，它的帶靜電作用很強，再加迎。氯綸還有一種奇妙的特性，它的帶靜電作用很強，再加 上它良好的保暖性，所以貼身穿氯綸織物，對于患有風(fēng)濕性上它良好的保暖性，所以貼身穿氯綸織物，對于患有風(fēng)濕性 關(guān)節(jié)炎的人有一定的療效。關(guān)節(jié)炎的人有一定的療效。 氯綸的缺點氯綸的缺點是耐

16、熱性差，沸水收縮率大，染色也較困難。是耐熱性差，沸水收縮率大，染色也較困難。 40%氯綸氯綸 防火防火 濾布濾布 腈氯綸腈氯綸 氨 綸 學(xué)名為聚氨酯彈性纖維，國外又稱“萊克拉”， “斯潘齊爾”等。它是一種具有特別的彈性性 能的化學(xué)纖維，目前已工業(yè)化生產(chǎn)，并成為發(fā) 展最快的一種彈性纖維。 彈性優(yōu)異。而強度比乳膠絲高23倍，線密度 也更細(xì)，并且更耐化學(xué)降解。氨綸的耐酸堿性、 耐汗、耐海水性、耐干洗性、耐磨性均較好。 不單獨使用，而是少量地?fù)饺肟椢镏?，如與其 它纖維合股或制成包芯紗，用于織制彈力織物。 維 綸 學(xué)名為聚乙烯醇縮甲醛纖維。國外又稱 “維尼綸”，“維納爾”等。 維綸潔白如雪，柔軟似棉，因

17、而常被用作 天然棉花的代用品，人稱“合成棉花”。 維綸的吸濕性能是合成纖維中吸濕性能最 好的。另外，維綸的耐磨性、耐光性、耐 腐蝕性都較好。 通過共聚、混合通過共聚、混合 紡絲、復(fù)合紡絲等紡絲、復(fù)合紡絲等 方法可以改進(jìn)聚丙方法可以改進(jìn)聚丙 烯腈纖維的染色性、烯腈纖維的染色性、 耐熱性、蓬松性與耐熱性、蓬松性與 提高回彈性等性能。提高回彈性等性能。 由于聚丙烯纖維由于聚丙烯纖維 具有優(yōu)良的耐光、具有優(yōu)良的耐光、 耐氣候性，所以除作耐氣候性，所以除作 衣著及毛毯之外，最衣著及毛毯之外，最 適宜作室外織物，適宜作室外織物， 如帳篷、苫布等。如帳篷、苫布等。 將聚丙將聚丙 烯腈纖維（共聚烯腈纖維（共聚

18、 組分盡量少）經(jīng)組分盡量少）經(jīng) 過高溫處理可得過高溫處理可得 到碳纖維和石墨到碳纖維和石墨 纖維。纖維。 目前已知的目前已知的 熱穩(wěn)定性最好的熱穩(wěn)定性最好的 纖維之一，可耐纖維之一，可耐 30003000的高溫。的高溫。 在高溫下能經(jīng)久在高溫下能經(jīng)久 不變形，并具有不變形，并具有 很高的化學(xué)穩(wěn)定很高的化學(xué)穩(wěn)定 性，良好的導(dǎo)電性，良好的導(dǎo)電 性和導(dǎo)熱性。性和導(dǎo)熱性。 是宇宙是宇宙 飛行、火箭、噴飛行、火箭、噴 氣技術(shù)以及工業(yè)氣技術(shù)以及工業(yè) 一耐高溫、防腐一耐高溫、防腐 蝕領(lǐng)域的良好材蝕領(lǐng)域的良好材 料。在醫(yī)療上，料。在醫(yī)療上， 還可以用于人工還可以用于人工 肋骨和肌腱韌帶肋骨和肌腱韌帶 等。等。

19、 腈綸腈綸是聚丙烯腈纖維，素有是聚丙烯腈纖維，素有“合成羊毛合成羊毛”之美稱。之美稱。 主要特點主要特點: : 蓬松、柔軟，比羊毛輕，有良好的保蓬松、柔軟，比羊毛輕，有良好的保 暖性，易洗、易干，不怕蟲蛀和霉?fàn)€，適于編織暖性，易洗、易干，不怕蟲蛀和霉?fàn)€，適于編織 毛衣、毛料、毛毯，也可加工成人造毛皮等。毛衣、毛料、毛毯，也可加工成人造毛皮等。 腈綸的耐曬性很高，因此適于制作窗簾、幕布、腈綸的耐曬性很高，因此適于制作窗簾、幕布、 帳蓬、船帆等室外使用的織物。帳蓬、船帆等室外使用的織物。 缺點缺點：腈綸的耐磨性、耐堿性差，所以洗滌時不：腈綸的耐磨性、耐堿性差，所以洗滌時不 要用力搓洗，不要用堿性太

20、強的肥皂或洗滌劑。要用力搓洗，不要用堿性太強的肥皂或洗滌劑。 窗簾窗簾 仿羊絨衫仿羊絨衫 帳蓬帳蓬 地毯地毯 毛毯毛毯 腈綸腈綸 腈 綸 發(fā) 展 19世紀(jì)末，法國化學(xué)家C. Moureau 合成聚丙烯腈（PAN) 1942年，德國人H.萊因與美國人G.H.萊瑟姆幾乎同時發(fā)現(xiàn) 了二甲基甲酰胺溶劑，并成功地得到了聚丙烯腈纖維 1950 杜邦公司以長絲工業(yè)化生產(chǎn)PAN纖維，奧綸 1954年，聯(lián)邦德國法本拜耳公司用丙烯酸甲酯與丙烯腈的 共聚物制得纖維，改進(jìn)了纖維性能，提高了實用性，促進(jìn) 了聚丙烯腈纖維的發(fā)展。 60-70年代腈綸在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展。 80年后期，由于受到環(huán)境污染影響，部分國家地區(qū)

21、己將原 有生產(chǎn)設(shè)備停產(chǎn)或轉(zhuǎn)賣。 2005 美國Solutia公司退出生產(chǎn)，2006 墨西哥退出生產(chǎn) 我國腈綸生產(chǎn)歷史 始于1958 1965 蘭州化纖廠引進(jìn)英國考特爾公司一步 法生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備。 1984 大慶石化引進(jìn)二步法生產(chǎn)技術(shù)，1988 年投產(chǎn) 2000年，腈綸生產(chǎn)第一大國。 腈 綸 發(fā) 展 格 局 經(jīng)濟(jì)一體化大趨勢中，腈綸產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)新的格局 發(fā)達(dá)國家： 個性化 功能化 環(huán)?；?高級化 發(fā)展中國家： 中低檔常用產(chǎn)品！ 腈 綸 制 備 工 藝 丙烯腈的來源與制備 丙烯腈聚合 紡絲 我國錦綸展望 丙烯腈原料生產(chǎn)方法 丙烯腈的合成 丙烯氨氧化法 丙烯腈的聚合 均相溶液聚合 非均相溶液 聚合 引發(fā)

22、劑：偶氮類、 有機過氧化物、 氧化還原 體系 還原劑：二氧化硫脲、氯化亞錫 丙烯氨氧化制備丙烯腈 丙烯、氨、空氣和水按其一定量配比進(jìn)入沸騰 床或固定床反應(yīng)器，在以硅膠作載體的磷鉬鉍 系或銻鐵系催化劑作用下，在400-500溫度 和常壓下，生成丙烯腈。 中和塔用稀硫酸除去未反應(yīng)的氨，吸收塔用水 吸收丙烯腈等氣體，形成水溶液，使該水溶液 經(jīng)萃取塔分離乙腈，在脫氫氰酸塔除去氫氰酸， 經(jīng)脫水、精餾而得丙烯腈產(chǎn)品，其單程收率可 達(dá)75%， 副產(chǎn)品有乙腈、氫氰酸和硫酸銨。 氨氧化反應(yīng) 3= 3/2 = N 519 kJ/mol =/ / / 522kJ/mol = 941 kJ/mol = = 351kJ

23、/mol = / / 268 kJ/mol = / 1925 kJ/mol = 1067kJ/mol 催化劑體系-Mo系 P-Mo-Bi-O(C-AP-Mo-Bi-O(C-A) )催化劑催化劑, ,( (PBiPBi9 9MoMo12 12O O5252) )。 。BiBi的作用是奪取丙烯中的氫的作用是奪取丙烯中的氫,Mo,Mo 的作用是往丙烯中引入氧或氨的作用是往丙烯中引入氧或氨。P P是助催化劑是助催化劑, ,提高提高催化劑選擇性的作催化劑選擇性的作 用用。 反應(yīng)反應(yīng)溫度較高溫度較高(460(460490),490),丙烯腈收率丙烯腈收率6060% %。由于在原料氣中需配入由于在原料氣中需

24、配入 大量水蒸氣大量水蒸氣, ,約為丙烯量的約為丙烯量的3 3倍倍(mol),(mol),在反應(yīng)溫度下在反應(yīng)溫度下MoMo和和BiBi因揮發(fā)損失因揮發(fā)損失 嚴(yán)重。嚴(yán)重。 P-Mo-Bi-Fe-Co-Ni-K-O/SiOP-Mo-Bi-Fe-Co-Ni-K-O/SiO2 2, ,德國德國KnapsackKnapsack公司在公司在Mo-BiMo-Bi中引入中引入FeFe后再后再 經(jīng)改良研制而成的經(jīng)改良研制而成的。BiBi是催化活性的關(guān)鍵組分是催化活性的關(guān)鍵組分, ,不含不含BiBi的催化劑的催化劑, ,丙烯丙烯 腈的收率很低腈的收率很低(6%(6%15%);Fe15%);Fe與與BiBi適當(dāng)?shù)呐?/p>

25、合不僅能增加丙烯腈的收率適當(dāng)?shù)呐浜喜粌H能增加丙烯腈的收率, , 而且有降低乙腈生成量的作用而且有降低乙腈生成量的作用;Ni;Ni和和CoCo的加入起抑制生成丙烯醛和乙醛的加入起抑制生成丙烯醛和乙醛 的副反應(yīng)的作用的副反應(yīng)的作用; ;K K改變改變催化劑表面的酸度催化劑表面的酸度, ,抑制深度氧抑制深度氧化，化， FeFe3 3CoCo4.5 4.5Ni Ni2.5 2.5Bi Bi1 1MoMo12 12P P0.50.5Ke(e=0 Ke(e=00.3)0.3)。 催化劑體系-Sb系 6060年代中期用于工業(yè)生產(chǎn)年代中期用于工業(yè)生產(chǎn), ,有有SbSb-U-O-U-O、SbSb- -SnSn-

26、O-O和和SbSb-Fe-O-Fe-O 等等。SbSb-U-O-U-O催化劑活性很好催化劑活性很好, ,丙烯轉(zhuǎn)化率和丙烯腈丙烯轉(zhuǎn)化率和丙烯腈收率較收率較 高高, , 具有具有放射性放射性, ,廢催化劑處理困難廢催化劑處理困難, , 已已不采用不采用。 SbSb-Fe-O-Fe-O催化劑由日本化學(xué)公司開發(fā)催化劑由日本化學(xué)公司開發(fā)成功。催化劑成功。催化劑中中Fe/Fe/SbSb 比為比為111(1(molmol) )，XRDXRD表明催化劑表明催化劑的主體是的主體是FeSbOFeSbO4 4, ,還有少還有少 量的量的SbSb2 2O O4 4。丙烯腈收率。丙烯腈收率75%,75%,副產(chǎn)乙腈生成量

27、甚副產(chǎn)乙腈生成量甚少，添加少，添加V V、 MoMo、W W等可改善該催化劑的耐還原性。等可改善該催化劑的耐還原性。 氨氧化工藝 丙烯和氨的配比 丙烯和氧的配比 丙烯和水蒸氣的配比 反應(yīng)溫度 反應(yīng)壓力 接觸時間 丙烯腈：丙烯腈：分子中含有碳分子中含有碳- -碳雙鍵碳雙鍵 和腈基，化學(xué)性質(zhì)很活潑和腈基，化學(xué)性質(zhì)很活潑 丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、甲基 丙烯酸酯、醋酸乙烯酯等為，用丙烯酸酯、醋酸乙烯酯等為，用 量量5%5%10%10%，可減少，可減少 聚丙烯腈分聚丙烯腈分 子間力，消除其脆性，從而可紡子間力，消除其脆性，從而可紡 制成具有適當(dāng)彈性的合成纖維制成具有適當(dāng)彈性的合成纖維 腈綸纖維。腈綸纖維

28、。 第三單體：第三單體：用量很少，一般用量很少，一般 低于低于5%5%，主要改進(jìn)腈綸纖維的染色，主要改進(jìn)腈綸纖維的染色 性能，多是帶有酸性基團(tuán)的乙烯基性能，多是帶有酸性基團(tuán)的乙烯基 單體如乙烯基苯磺酸、甲基丙烯酸單體如乙烯基苯磺酸、甲基丙烯酸 、甲叉丁二、甲叉丁二 酸等；或是帶有堿性基酸等；或是帶有堿性基 團(tuán)的乙烯基單體如團(tuán)的乙烯基單體如2-2-乙烯基吡啶、乙烯基吡啶、 2-2-甲基甲基-5-5乙烯基吡啶等。乙烯基吡啶等。 生產(chǎn)原理生產(chǎn)原理 聚合機理聚合機理引發(fā)劑引發(fā)劑工業(yè)聚合方法工業(yè)聚合方法 生產(chǎn)原理生產(chǎn)原理 聚丙烯腈生產(chǎn)方法 生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝 1 2 3 46 78 9 10 12 5 1

29、1 12 13 14 15 15 15 AIBNTUD 溶劑及溶劑及 衣康酸衣康酸 丙烯腈丙烯腈 丙 烯 酸 甲丙 烯 酸 甲 酯酯 異丙醇異丙醇 聚 合 物 溶聚 合 物 溶 液液 生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝 聚合釜來聚合釜來 去單體噴去單體噴 淋冷凝器淋冷凝器 進(jìn)料進(jìn)料 出料出料 冷水冷水冷水冷水 熱水熱水 熱水熱水 排污排污 熱水熱水 熱水熱水 排污排污 夾套夾套 視鏡視鏡 視鏡視鏡 傘傘 攪拌器攪拌器 電動機電動機 進(jìn)料溫度控制器進(jìn)料溫度控制器 夾套用蒸汽夾套用蒸汽 盤管加熱盤管加熱 去漿液混合貯槽去漿液混合貯槽 聚合釜聚合釜 生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝 123 4 5 6 7 8 9 10 11 洗滌水

30、洗滌水 聚合體聚合體 低壓蒸汽低壓蒸汽 聚合體淤漿聚合體淤漿 回收單體回收單體 NaOH 水溶液水溶液 含單體的含單體的 聚合物漿液聚合物漿液 生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝 可以采用水溶性氧化可以采用水溶性氧化- -還原引發(fā)體系引發(fā)，使聚合在還原引發(fā)體系引發(fā)，使聚合在 30305050之間甚至更低溫度下進(jìn)行，所得產(chǎn)物色澤較白；之間甚至更低溫度下進(jìn)行，所得產(chǎn)物色澤較白； 反應(yīng)熱容易移出，便于控制聚合溫度，產(chǎn)物相對分子質(zhì)量反應(yīng)熱容易移出，便于控制聚合溫度，產(chǎn)物相對分子質(zhì)量 分布較窄；聚合速度快，粒子大小均一，聚合轉(zhuǎn)化率比較分布較窄；聚合速度快，粒子大小均一，聚合轉(zhuǎn)化率比較 高，聚合物含水率低，漿液好處理，對紡

31、絲溶劑高，聚合物含水率低，漿液好處理，對紡絲溶劑- -硫氰酸硫氰酸 鈉濃水溶液純度的要求低于一步法，回收工序簡單。鈉濃水溶液純度的要求低于一步法，回收工序簡單。 腈綸紡絲 干法 濕法 干濕法 熔法 凍膠法 紡絲紡絲 共聚物紡絲共聚物紡絲 濕法紡絲濕法紡絲 干法紡絲干法紡絲生產(chǎn)長絲生產(chǎn)長絲 生產(chǎn)短絲生產(chǎn)短絲 干法紡絲 （dry spinning）工藝原理 溶溶液干法紡絲是歷史上最早制備化學(xué)纖維的成形方法。液干法紡絲是歷史上最早制備化學(xué)纖維的成形方法。 18841884年世界上第一根人造絲年世界上第一根人造絲纖維素硝酸酯纖維纖維素硝酸酯纖維就是就是 用干法成形的。用干法成形的。 目前世界上干紡的主

32、要產(chǎn)品是目前世界上干紡的主要產(chǎn)品是 首先以首先以DMFDMF為溶劑生產(chǎn)的聚丙烯腈長纖維；為溶劑生產(chǎn)的聚丙烯腈長纖維； 其次以其次以丙酮為溶劑的醋酯纖維丙酮為溶劑的醋酯纖維香煙濾嘴絲束。香煙濾嘴絲束。 干法紡絲工藝流程干法紡絲工藝流程 紡絲液由計量泵輸送到紡絲液由計量泵輸送到 噴絲頭噴絲頭 經(jīng)噴絲孔擠出的紡絲經(jīng)噴絲孔擠出的紡絲 細(xì)流進(jìn)入垂直甬道與細(xì)流進(jìn)入垂直甬道與 熱氣流接觸熱氣流接觸 在熱氣流中隨著溶劑的在熱氣流中隨著溶劑的 揮發(fā)，絲中聚合物濃度揮發(fā)，絲中聚合物濃度 升高，絲條固化，升高，絲條固化， 絲條以一定的速度卷取，絲條以一定的速度卷取， 使絲條拉伸細(xì)化而形成初使絲條拉伸細(xì)化而形成初 生

33、纖維生纖維 干法紡絲干法紡絲 濕法紡絲（wet spinning)工藝原理 定義：濕法紡絲將高聚物在溶劑中配成紡絲原液 （成纖聚合物的濃溶液）后，然后把原液經(jīng)過濾、 脫泡，通過計量泵從噴絲頭擠出，在凝固浴的作用 下，粘液細(xì)流內(nèi)的溶劑擴(kuò)散以及凝固劑向粘液細(xì)流 中滲透，經(jīng)過適當(dāng)?shù)膰娊z頭拉伸形成初生纖維的方 法。 腈綸、維綸、粘膠纖維、氨綸、氯綸和芳綸采用濕法紡絲。 69 70 濕法紡絲工藝流程 濕法紡絲要求事先把聚合物制成紡絲原液（成濕法紡絲要求事先把聚合物制成紡絲原液（成 纖聚合物的濃溶液），然后使原液過濾、脫泡，并纖聚合物的濃溶液），然后使原液過濾、脫泡，并 經(jīng)計量泵精確計量后進(jìn)入浸泡在凝固浴

34、中的噴絲頭。經(jīng)計量泵精確計量后進(jìn)入浸泡在凝固浴中的噴絲頭。 由噴絲孔擠出的原液細(xì)流與凝固浴之間進(jìn)行質(zhì)量交由噴絲孔擠出的原液細(xì)流與凝固浴之間進(jìn)行質(zhì)量交 換，換，交換的結(jié)果使原液細(xì)流的低分子組分的組成發(fā)交換的結(jié)果使原液細(xì)流的低分子組分的組成發(fā) 生變化，導(dǎo)致聚合物析出成為溶劑含量較高的凝膠生變化，導(dǎo)致聚合物析出成為溶劑含量較高的凝膠。 在進(jìn)一步脫溶劑化的同時，發(fā)生了凝膠的脫水收縮在進(jìn)一步脫溶劑化的同時，發(fā)生了凝膠的脫水收縮 并轉(zhuǎn)變成流動性很差的初生纖維。并轉(zhuǎn)變成流動性很差的初生纖維。 71 紡絲包括的工序是：紡絲包括的工序是： (1)(1)制備紡絲原液；制備紡絲原液； (2)(2)將原液從噴絲孔壓出

35、形成細(xì)流；將原液從噴絲孔壓出形成細(xì)流； (3)(3)原液細(xì)流凝固成初生纖維；原液細(xì)流凝固成初生纖維； (4)(4)初生纖維卷裝或直接進(jìn)行后處理。初生纖維卷裝或直接進(jìn)行后處理。 72 特點：特點：濕法紡絲的濕法紡絲的紡絲速度較低紡絲速度較低，一般為，一般為5050 100m/min100m/min，而，而噴絲板的孔數(shù)噴絲板的孔數(shù)較熔體紡絲較熔體紡絲多多，一般達(dá)，一般達(dá) 4000400020002000孔。濕法紡絲得到孔。濕法紡絲得到纖維截面大多呈非圓纖維截面大多呈非圓 形形，且，且有較明顯的皮芯結(jié)構(gòu)有較明顯的皮芯結(jié)構(gòu)，這主要是由凝固液的，這主要是由凝固液的 固化作用而造成的。固化作用而造成的。

36、濕法紡絲的缺點是濕法紡絲的缺點是工藝流程復(fù)雜，投資大、紡絲速工藝流程復(fù)雜，投資大、紡絲速 度低，生產(chǎn)成本較高。度低，生產(chǎn)成本較高。一般在短纖維生產(chǎn)時，可采一般在短纖維生產(chǎn)時，可采 用多孔噴絲頭或級裝噴絲孔來提高生產(chǎn)能力，從而用多孔噴絲頭或級裝噴絲孔來提高生產(chǎn)能力，從而 彌補紡絲速度低的缺陷。彌補紡絲速度低的缺陷。 73 異形截面纖維 經(jīng)一定幾何形狀（非圓型）的噴絲孔紡制 的具有特殊橫截面形狀的化學(xué)纖維。也稱 “異形截面纖維”。 合成纖維制成截面畸形的纖維。像天然纖 維那樣，使它們呈現(xiàn)三角形、星形、多葉 形等，也可以是異形中空纖維，或者是復(fù) 合異形纖維。 異形截面合成纖維 蠶絲的閃光來源于它的斷

37、面呈三角形。在光的 照射下，由于折光率不一樣，折射出來的光線 炫目多彩。 仿生學(xué)的成果：閃色圍巾、閃光人造狐毛皮、 可以亂真的人造貂皮、銀槍大衣呢，歸因于異 形纖維。 五星形、豆形截面的滌綸異形纖維混紡成織物， 由于間隙多，可使織物具有良好的透氣性，可 提高10%20%。 異形纖維中的“T”、“Y”型截面纖維，由于 其表面積大，可用作空氣凈化材料。 異形紗圖片 扁平紗扁平紗 異形紗圖片 “+ +”字紗字紗 異形紗圖片 三孔中空紗 異形紗圖片 四孔中空紗 異形紗圖片 “米”字紗 異形紗圖片 中空 紗 異形截面纖維特點 光學(xué)效應(yīng)好，特別是三角形纖維，具有小 棱鏡般的分光作用，能使自然光分光后再 度

38、組合，給人以特殊的感覺。 表面積大，能增強覆蓋能力，減小織物的 透明度。還能改善圓環(huán)纖維易起球的不足。 因截面呈特殊形狀，能增強纖維間的抱合 力，改善纖維的蓬松性和透氣性。 抗抽絲性能優(yōu)于圓形纖維。 常用的物性指標(biāo)-線密度（纖度） 在法定計量單位中，表示纖維粗細(xì)程度的兩的名 稱為“線密度”，在我國化學(xué)纖維工業(yè)中，舊稱 “纖度”。 線密度的單位名稱為特，符號為tex，其1/10稱分 特，符號記為dtex。 10000m長纖維質(zhì)量的克數(shù)即為該纖維的分特數(shù)。 旦尼爾（Denien簡稱旦）和公制支數(shù)（簡稱公支） 為非法定計量單位，以后不單獨使用。 特數(shù)=1000/公制支數(shù) 特數(shù)0.11*旦尼爾數(shù) 常用

39、相對強度表示化學(xué)纖維的斷裂強度。 即纖維在連續(xù)增加負(fù)荷的作用下，直至斷 裂所能承受的最大負(fù)荷與纖維的線密度之 比。單位為厘牛/分特（CN/dtex）。 斷裂強度是反映纖維質(zhì)量的一項重要指標(biāo)， 斷裂強度高，纖維在加工過程中不易斷頭， 繞輥，紗線和織物的牢度高，但斷裂強度 太高，纖維剛性增加，手感變硬。 常用的物性指標(biāo)-斷裂強度 纖維的斷裂伸長率一般用斷裂時的相對伸長率，即 纖維在伸長至斷裂時的長度比原來長度增加的百分 數(shù)表示： Y=（L-L0）/L0*100% L0纖維原長；L纖維 伸長至斷裂時的強度。 斷裂伸長率是一種反映纖維韌性的指標(biāo)。對于衣著 用長絲，伸長率愈大，手感愈柔軟，后加工中毛絲、

40、 斷頭較少；但過大時，織物易變形。對于工業(yè)用長 絲，伸長率愈小，其最終產(chǎn)品不易變形。 常用的物性指標(biāo)-斷裂伸長 條干不勻率是一種表示長絲條干均勻度的 指標(biāo)，用CV值（變異系數(shù)）或U(Uster%)表 示。這項指標(biāo)對預(yù)取向絲和拉伸絲尤為重 要。 長絲條干不勻，在加工過程中容易產(chǎn)生毛 絲和染色不勻。 常用的物性指標(biāo)-條干不勻率 運行中的卷繞頭 POY生產(chǎn)現(xiàn)場生產(chǎn)現(xiàn)場 1 1、顯微鏡法：、顯微鏡法：利用顯微鏡配合切片方法觀察纖維的利用顯微鏡配合切片方法觀察纖維的 縱向外觀和橫截面形狀來鑒別纖維縱向外觀和橫截面形狀來鑒別纖維 補充、補充、合成合成纖維的鑒別纖維的鑒別 掌握好：掌握好：煙、焰、味、灰煙、

41、焰、味、灰 配置配置A、B兩種試劑兩種試劑 A：3g KI（60mL水）水）+1g I2 （40mL水），放置幾分鐘，水），放置幾分鐘， 濾去溶液中過剩的濾去溶液中過剩的I2 ； B：兩份甘油，先加入一份水，再加入三份硫酸；：兩份甘油，先加入一份水，再加入三份硫酸； 鑒別過程鑒別過程：A 2份份+B 1份充分混合，把待測纖維放入，份充分混合，把待測纖維放入，1min 后取出用清水洗凈，觀察纖維的顏色。后取出用清水洗凈，觀察纖維的顏色。 重點：重點：合成纖維的種類合成纖維的種類 和鑒別方法和鑒別方法 我國腈綸生產(chǎn)情況 腈綸需求量大 為增加 成為腈綸的最 大輸入國 世界各國腈綸生產(chǎn)情況 世界腈綸生產(chǎn)力 變化不大0.8% 中國腈綸的生產(chǎn) 持續(xù)增加 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整， 產(chǎn)品差異化生產(chǎn) 腈 綸 生產(chǎn) 工 藝總結(jié) 我國已有 工藝： DMF， NaSCN， DMAc 發(fā)展方向： DMAc 存在問題原因 世界腈綸價格 持續(xù)增長 對進(jìn)口的依存 度降低，但是