腈綸的合成及生產(chǎn)工藝

腈綸的合成及生產(chǎn)工藝腈綸（PANfiber），學(xué)名又稱聚丙烯腈纖維，在我國(guó)還稱為“人造羊毛” ，在國(guó)外則稱為“奧綸”、“開司米綸”。腈綸通常是指用 85%以上的丙烯腈與第二和第三單體的共聚物，經(jīng)濕法紡絲或干法紡絲制得的合成纖維。 聚丙烯腈纖維可以用來制作套衫、毛毯、地毯、童裝以及諸如旗布、遮陽(yáng)篷等戶外產(chǎn)品，在紡織上有很大的用處。腈綸的用途聚丙烯腈纖維是一種高分子長(zhǎng)鏈合成聚合物形成的人造纖維，其丙烯腈含量至少占85%。它表面平滑，具有良好的懸垂性能，可以生產(chǎn)保暖但是很輕的織物。它的彈性和回彈性具佳，并具有優(yōu)異的耐陽(yáng)光和耐氣候性能。這種纖維可以水洗或干洗。但是聚丙烯腈纖維的強(qiáng)度一般，濕態(tài)時(shí)強(qiáng)度約降低20%，但是干燥后即行恢復(fù)。這是一種疏水性纖維（回潮率為1%），常發(fā)生靜電和起球現(xiàn)象，其耐磨性能一般。有著人造羊毛美稱的腈綸，又有著便宜的價(jià)格，所以成為了羊毛和棉花的最佳替代品。在我國(guó)化纖工業(yè)中，聚酯纖維主要用于仿棉或仿絲型織物、而仿毛型織物以腈綸為主要原料。腈綸外觀蓬松，手感柔軟，具有良好的耐光、耐氣候、其彈性和保暖性可以和羊毛媲美，深受消費(fèi)者歡迎。在我國(guó)毛紡及人造毛皮所用原料中腈綸占最主要地位。腈綸的優(yōu)良性能使其在服裝、服飾、產(chǎn)業(yè)三大領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。聚丙烯腈纖維根據(jù)不同的用途的要求可純紡或與天然纖維混紡，可與羊毛混紡成毛線，或織成毛毯、地毯等，還可與棉、人造纖維、其他合成纖維混紡，織成各種衣料和室內(nèi)用品。腈綸的生產(chǎn)方法及生產(chǎn)工藝生產(chǎn)方法：聚丙烯腈纖維對(duì)原料丙烯腈的純度要求較高，各種雜質(zhì)的總含量應(yīng)低于0.005%。聚合的第二單體主要用丙烯酸甲酯，也可用甲基丙烯酸甲酯，目的是改善可紡性及纖維的手感、柔軟性和彈性；第三單體主要是改進(jìn)纖維的染色性，一般為含有弱酸性染色基團(tuán)的衣康酸，含強(qiáng)酸性染色基團(tuán)的丙烯磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、對(duì)甲基丙烯酰胺苯磺酸鈉，含有堿性染色基團(tuán)的甲基乙烯吡啶等。腈綸的主要生產(chǎn)工藝流程：聚合 →紡絲 →預(yù)熱→蒸汽牽伸 →水洗→烘干→熱定形→卷曲→切斷→打包。①聚合 聚合工藝分為以水為介質(zhì)的懸浮聚合和以溶劑為介質(zhì)的溶液聚合兩類。懸浮聚合所得聚合體以絮狀沉淀析出，需再溶解于溶劑中制成紡絲溶液。溶液聚合所用溶劑既能溶解單體,又能溶解聚合體,所得聚合液直接用于紡絲。溶液聚合所用溶劑有二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、硫氰酸鈉和氯化鋅等。采用前兩種有機(jī)溶劑的聚合時(shí)間一般在10h以上，但溶解力強(qiáng),紡絲溶液的濃度較高，可適當(dāng)提高紡絲速度，溶劑回收也較簡(jiǎn)便，所得纖維性能較好，且對(duì)設(shè)備的材質(zhì)要求較低；而用后兩種無機(jī)溶劑，聚合時(shí)間僅需2h，所得纖維白度較好。②紡絲紡絲液一般為聚丙烯腈聚合體，數(shù)均分子量為53000～106000，其纖維白度較好，熱分解溫度200～250℃，溶點(diǎn)達(dá)320℃。因此，聚丙烯腈纖維用高聚物溶液的濕法紡絲和干法紡絲制得。干法紡絲的紡絲液濃度為25％～30％,紡絲速度快,但因噴絲頭噴出的細(xì)流固化慢，固化前易粘結(jié)，不能采用孔數(shù)較多的噴絲頭，紡絲溶劑僅二甲基甲酰胺一種,所得纖維結(jié)構(gòu)均勻致密,適于織制仿真絲織物。濕法紡絲適于制作短纖維，纖維蓬松柔軟，宜織制仿毛織物，所用的紡絲溶劑除溶液聚合用的溶劑外，還有二甲基乙酰胺、碳酸乙烯酯、硝酸等，大部分溶劑的沸點(diǎn)較高，在紡絲過程中不易蒸出。國(guó)外有多種腈綸生產(chǎn)工藝路線,按溶劑來分,主要有硫氰酸鈉(NaSCN)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亞砜(DMSO)、丙酮、碳酸乙烯酯(EC)、硝酸(HNO3)和氯化鋅(ZnCl2)等。1940 年美國(guó)氰胺公司(ACC)用ZnCI2濃水溶液作溶劑，過氧化苯酞 (BPO)為引發(fā)劑，進(jìn)行AN均相聚合濕法紡絲試驗(yàn)取得成功。工藝特征以60%(質(zhì)量)ZnCI2或ZnCI2與其它氯化物中性鹽的混合水溶液為溶劑，以過硫酸銨或雙氧水為引發(fā)劑，AN與共聚單體按自由基反應(yīng)歷程，在溶液態(tài)一步制得原液。由于 ZnCl2對(duì)PAN溶解能力低，所得原液中聚合物濃度僅 l0%,原液穩(wěn)定性較差，易水解。纖維為三元共聚體，第二單體為MA，第三單體為AS或MAS。c.ZnCl2為強(qiáng)酸弱堿鹽,60%的ZnCI2濃水溶液的pH值為0.5,腐蝕性強(qiáng)，與溶劑接觸的設(shè)備、管道材質(zhì)耐蝕要求高，需襯玻璃、橡膠、搪瓷材料或采用含鈦不銹鋼、高硅鐵等。ZnCI2對(duì)PAN溶解原理是先生成絡(luò)合物H[ZnCI2(OH)2或H2[ZnCI2(OH)2],再與PAN氰基締合而溶解，為抑止絡(luò)合物離解，常加的氯化物中性鹽有NaCl(加入量為ZnCI21/4),56dtex/36f三葉有光絲經(jīng)用戶使用反映質(zhì)量很好，能替代進(jìn)口三葉有光異形絲，牽經(jīng)及織造時(shí)毛羽數(shù)很少，使用性很好，與進(jìn)口絲相當(dāng)。工藝流程簡(jiǎn)述(圖1)圖1AN,MA,AS及回收單體按.AN:MA:AS=90:8:2比例，分別計(jì)量后送入混合槽，由溶劑回收工序送來的60%ZnCl2或ZnCI2/CaCI2混合溶劑經(jīng)計(jì)量后加入混合槽，配制成含總單9%～10%的反應(yīng)混合液。用陶瓷活塞泵將反應(yīng)混合液計(jì)量送至第一反應(yīng)釜，同時(shí)加入 0.1%(質(zhì)量)的H2O2(或過硫酸按)引發(fā)劑，控制pH=1，在0.2MPa氮封下、40℃時(shí)反應(yīng)約0.5h，轉(zhuǎn)化率50%～60%。反應(yīng)物轉(zhuǎn)入第二反應(yīng)釜，溫度升高5℃，其它條件相同，繼續(xù)反應(yīng)約0.5h，使轉(zhuǎn)化率升至70%～75%。反應(yīng)物轉(zhuǎn)人第三反應(yīng)釜，溫度再升高3℃，反應(yīng)0.5h，轉(zhuǎn)化率升至80%左右。反應(yīng)物轉(zhuǎn)入第四反應(yīng)釜，溫度升到50℃，反應(yīng)約0.5h，轉(zhuǎn)化率升至90%左右。反應(yīng)物轉(zhuǎn)入第五反應(yīng)釜，溫度50℃再反應(yīng)0.5h，轉(zhuǎn)化率可達(dá)92%～98%。反應(yīng)釜材質(zhì)為搪瓷，帶有攪拌器，物料下進(jìn)上出。最終反應(yīng)聚合物濃度達(dá)8.5%～9.0%，進(jìn)入帶保溫的板框過濾機(jī)進(jìn)行二次過濾后存入原液貯槽。原液貯存溫度保持在45～50℃，未反應(yīng)單體繼續(xù)反應(yīng)，使單體轉(zhuǎn)化率在98%以上。為防腐蝕，板框?yàn)V機(jī)材質(zhì)為鑄鐵涂酚醛樹醋，原液貯槽為帶有攪拌的搪瓷釜，貯存過程中起自然脫泡作用。原液經(jīng)貯存脫泡后，由熱交換器調(diào)溫至45℃,恒壓送往50m1/r齒輪計(jì)量泵，計(jì)量后進(jìn)入噴頭。噴頭由30%Pt與70%Au合金組成，視不同纖度設(shè)計(jì)成15000～20000孔.凝固浴組分與溶劑相同，濃度12%～27%，溫度21℃，浸長(zhǎng)lm.初凝后絲條進(jìn)入25℃的再凝浴(8%～10%稀溶劑組成)，絲條在再凝浴中進(jìn)一步脫除溶劑，并給予1.0～1.5倍拉伸，使絲條有一定強(qiáng)力，出再凝浴速度約7～8m/min,絲條再凝后，經(jīng)集束成5.5ktex大絲束，進(jìn)入三層式六槽水洗機(jī)水洗.絲束與70℃脫鹽水逆流行進(jìn)，溫度逐槽降低，至第一槽時(shí)約30℃.為充分脫除絲束中ZnCI2，在第三、四槽加入少量HCl。水洗過程中拉伸1～1.5倍。絲束經(jīng)水洗后，進(jìn)入第一上油槽，槽中混合液的抗靜電劑與柔軟劑的總濃度為 1.5%，浴溫50～60℃。上油絲束含液量達(dá)100%～120%，進(jìn)入輥筒式熱風(fēng)干燥機(jī)，在80～100℃下，張力干燥15～20min，熱風(fēng)與絲束成逆流行進(jìn)，出烘干機(jī)時(shí)絲束含水2%～4%。絲束在熱輥拉伸機(jī)(表面溫度為150℃)中進(jìn)行熱拉伸，前拉伸2～2.5倍，后拉伸2～3倍，總拉伸5～6倍，出拉伸機(jī)絲速達(dá)70m/min，在拉伸區(qū)停留時(shí)間約l0s。在松弛狀態(tài)進(jìn)入熱板定型，熱板受電熱絲控溫，中壓蒸氣被電加熱成過熱蒸氣，溫度達(dá)220～240℃，直接噴至絲束表面，熱板長(zhǎng)約10m，絲束停留l0s，收縮2800～3300，出機(jī)絲速約50m/min。定型處理后絲束由蒸汽給濕，使含水達(dá) 10%。溫度為80℃，由擠壓式卷曲機(jī)機(jī)械卷曲，然后經(jīng)二次上油、簾板烘干機(jī) 80℃下烘干，使絲束含水<2%后，送往切斷。切斷長(zhǎng)度根據(jù)需要可從 38mm至150mm。切斷后絲束送往液壓打包機(jī)打包 .由紡絲浴來的12%～27%ZnCI2混合稀溶劑，先經(jīng)過濾器除去雜質(zhì)，進(jìn)入薄膜蒸發(fā)器脫除未反應(yīng)的單體.分離的單體從氣相出來，經(jīng)精餾送往聚合工序回用 .液相增濃至35%～40%ZnCI2，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)器進(jìn)一步濃縮，最終制得 55%～60%ZnCI2粗溶劑。粗溶劑可用NaOH調(diào)PH至2～2.5，并加入H2O2，使重金屬(主要為鐵)被氧化析出，經(jīng)過濾而去除。溶劑中陰離子雜質(zhì) SO42，可加入BaCI2生成BaSO4沉淀，經(jīng)活性炭吸附過濾去除，然后用 HC1調(diào)正pH=1.純化后純?nèi)軇┧腿胭A槽循環(huán)使用。參考文獻(xiàn)1 、腈綸生產(chǎn)工藝第八講 氯化鋅一步法 汪維良 任鈴子王精鐸 《合成纖維工業(yè) 》，CHINASYNTHETICFIBERINDUSTRY，1994年05期2 、世界腈綸的發(fā)展 美國(guó)孟山多公司《中國(guó)紡織經(jīng)濟(jì)》 ，CHINATEXTILEECONOMY，1996

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期3 、中國(guó)腈綸工業(yè)現(xiàn)狀與前景展望

任鈴子

《合成纖維工業(yè)

》，ChinaSyntheticFiberIndustry,2005

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期4 、中國(guó)腈綸行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展 劉偉 劉生 《黑龍江科技信息》HeilongjiangScienceandTechnologyInformation ，2007年17期5 、我國(guó)腈綸工業(yè)的發(fā)展

金離塵 《合成纖維工業(yè)》，ChinaSyntheticFiberIndustry

，2007年

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期一輩子時(shí)光在匆忙中流逝，誰(shuí)都無法挽留。多少人前半生忙忙碌碌，奔波追逐，后半生回望過去，難免感嘆一生的碌碌無為，恨時(shí)光短暫，荒廢了最好的光陰。人過中年，不停跟時(shí)間妥協(xié)，之所以不爭(zhēng)搶，處世淡然，完全是經(jīng)過世故的淬煉，達(dá)到心智的成熟。有朋友問我，怎樣寫出滋潤(rùn)心靈的文字？是要查字典，引用名言，還是有什么規(guī)律？我笑著回，隨心隨意，不為難自己。你為難自己，就要刻意去效仿，你不隨心隨意就要被名利世俗困擾，自然心態(tài)會(huì)有偏差，文字也染上了俗氣?，F(xiàn)實(shí)生活中，不乏完美主義者，終日在不食人間煙火的意境中活著，虛擬不切合實(shí)際。如此，唯有活在當(dāng)下，才是真正的人生箋言。常常想，不想活在過去的人，是經(jīng)歷了太多的大起大落，不想被束縛在心靈蝸居里的人，是失去的太多，一番大徹大悟后，對(duì)視的眼神定會(huì)愈發(fā)清澈，坦然笑對(duì)人生的雨雪冰霜。對(duì)于隨波逐流的人們，難免要被世俗困擾，不問過去，不畏將來又將是怎么樣的一種糾葛，無從知曉。不得不說，人是活在矛盾中的。既要簡(jiǎn)單，又難淡然，掙扎在名利世俗中，一切身不由己，又有那樣的生活是我們自己想要的呢？人前，你笑臉相迎，帶著偽裝的面具，不敢輕易得罪人；人后，黯然傷懷，總感嘆命運(yùn)的不公平，人生的不如意；常常仰望別人的幸福，而忽視了自己，卻不知你與他所想要的幸福，都只得一二，十之八九只有在希冀中追求，不是嗎？人活一輩子，心懷夢(mèng)想，蒼涼追夢(mèng)，難能可貴的是執(zhí)著向前，義無反顧，最懼怕瞻前顧后，退縮不前。一生短暫如光影交錯(cuò)，有幾個(gè)人能放下牽絆，有幾個(gè)人能不難為自己，活的精彩呢！我們的一生，是匆忙的行走，誰(shuí)的人生，不是時(shí)刻在被命運(yùn)捉弄中前行。我想，我是無法和命運(yùn)抗衡的，卻又時(shí)刻想做真實(shí)的自己。眼下的生活是一面鏡子，對(duì)照著卑微的自己，心有萬(wàn)千光芒，無法放棄的卻總是太多太多。中年，人生的分水嶺，不再有小女孩的浪漫情懷，撒嬌賣萌，穿著也越發(fā)簡(jiǎn)單，舒適即可。年輕時(shí)可以穿緊身裙，牛仔褲，甚至小一碼的高跟鞋，不惜磨破了腳板，夾痛了腳趾，依舊笑魘如花，人前賣弄。年少時(shí)，青春做砝碼，別人的一句贊美能心頭飄飄然，走在馬路上，陌生男子的回頭率，成了青春的資本，忘乎所以。年齡越大，對(duì)身邊的一切似乎沒了熱情，爭(zhēng)吵，攀比，打扮，都沒了興趣。有人說，女人要愛自己，打扮的漂漂亮亮的才行，而我卻恰恰相反，正如有一天涂了口紅出門，兒子嚇了一跳，一句太庸俗，再昂貴品牌的口紅你都不適合，讓我啞然失笑。原來，他寧愿喜歡素面朝天的媽媽，也不想要矯揉造作的中年婦女，我必須保持最初的簡(jiǎn)潔，亦或簡(jiǎn)單。居家女人雖平庸，卻總想活出真我。不喜歡的東西，學(xué)會(huì)舍棄，生活趨于安靜。每天打理家務(wù)，照顧子女，空閑的時(shí)間看看書，散散步，陪婆婆去買菜，少一些功利心，多一些平常心，生活便達(dá)到了想要的簡(jiǎn)單。人過中年天過午，流逝的時(shí)間不會(huì)等我的。不想為難自己了，幾十年光陰里，不停做著事與愿違的選擇，極力說服自己，多替別人想想，多顧及別人的感受，卻忽視了委屈的自己。我承認(rèn)，給自己負(fù)擔(dān)，就是難為自己。不愿意放下，就是心態(tài)使然。其實(shí)，你大可不必為了別人改變自己，為自己活著，才是真理。從今天起，不愿意迎合的人，選擇放手；卑鄙下流，虛情假意的損友，拒絕交往，只要隨心隨意，什么都不是難題。要明白，他們走近你的世界，只想利用你，卻從不顧及你的感受，既保持若即若離，又想無償索求，時(shí)刻為難著你，美其名曰這是一份難得的緣一輩子時(shí)光在匆忙中流逝，誰(shuí)都無法挽留。多少人前半生忙忙碌碌，奔波追逐，后半生回望過去，難免感嘆一生的碌碌無為，恨時(shí)光短暫，荒廢了最好的光陰。人過中年，不停跟時(shí)間妥協(xié)，之所以不爭(zhēng)搶，處世淡然，完全是經(jīng)過世故的淬煉，達(dá)到心智的成熟。有朋友問我，怎樣寫出滋潤(rùn)心靈的文字？是要查字典，引用名言，還是有什么規(guī)律？我笑著回，隨心隨意，不為難自己。你為難自己，就要刻意去效仿，你不隨心隨意就要被名利世俗困擾，自然心態(tài)會(huì)有偏差，文字也染上了俗氣。現(xiàn)實(shí)生活中，不乏完美主義者，終日在不食人間煙火的意境中活著，虛擬不切合實(shí)際。如此，唯有活在當(dāng)下，才是真正的人生箋言。常常想，不想活在過去的人，是經(jīng)歷了太多的大起大落，不想被束縛在心靈蝸居里的人，是失去的太多，一番大徹大悟后，對(duì)視的眼神定會(huì)愈發(fā)清澈，坦然笑對(duì)人生的雨雪冰霜。對(duì)于隨波逐流的人們，難免要被世俗困擾，不問過去，不畏將來又將是怎么樣的一種糾葛，無從知曉。不得不說，人是活在矛盾中的。既要簡(jiǎn)單，又難淡然，掙扎在名利世俗中，一切身不由己，又有那樣的生活是我們自己想要的呢？人前，你笑臉相迎，帶著偽裝的面具，不敢輕易得罪人；人后，黯然傷懷，總感嘆命運(yùn)的不公平，人生的不如意；常常仰望別人的幸福，而忽視了自己，卻不知你與他所想要的幸福，都只得一二，十之八九只有在希冀中追求，不是嗎？人活一輩子，心懷夢(mèng)想，蒼涼追夢(mèng)，難能可貴的是執(zhí)著向前，義無反顧，最懼怕瞻前顧后，退縮不前。一生短暫如光影交錯(cuò)，有幾個(gè)人能放下牽絆，有幾個(gè)人能不難為自己，活的精彩呢！我們的一生，是匆忙的行走，誰(shuí)的人生，不是時(shí)刻在被命運(yùn)捉弄中前行。我想，我是無法和命運(yùn)抗衡的，卻又時(shí)刻想做真實(shí)的