丙烯腈系纖維

聚丙烯腈纖維的密度一般為 1.16~1.18克/厘米3，標(biāo)準(zhǔn)回潮率為1.0~2.5%。纖維的特點(diǎn)是蓬松性好，保暖性好，手感柔軟，并具有良好的耐氣候性和防霉、防蛀性能。普通聚丙烯腈短纖維的斷裂強(qiáng)度為2.4~3.7克/旦，斷裂伸長為26~44%。主要用作毛線、針織物(純紡或與羊毛混紡)和機(jī)織物，特別適用于作室內(nèi)裝飾布，如窗簾。

丙烯腈系纖維的新品種有具有永久立體卷曲的復(fù)合纖維和具有多孔結(jié)構(gòu)的高吸水性纖維，聯(lián)邦德國商品名叫杜諾瓦，日本稱阿奎綸,穿著舒適,適于做運(yùn)動衣;還有抗燃、阻燃纖維、高收縮纖維等。聚丙烯腈中空纖維可用作人工腎臟透析器的材料。聚丙烯腈纖維是生產(chǎn)碳纖維的主要原料，它的共聚組分與一般聚丙烯腈纖維不同,多為二元共聚，且第二組分含量小,經(jīng)預(yù)氧化、炭化、石墨化處理可分別制成耐1000℃的碳纖維和耐3000℃的石墨纖維。

由丙烯、液氨以及氧氣在400~500℃下發(fā)生氣、固相催化反應(yīng)的方法稱丙烯氨氧化法。丙烯腈的聚合大多采用溶液法，根據(jù)所用溶劑的不同分為均相溶液聚合和非均相溶液聚合。均相溶液聚合所用的溶劑既能溶解單體，又能溶解反應(yīng)所生成的聚合體，反應(yīng)完畢后，聚合液可直接用于紡絲，故又稱腈綸生產(chǎn)一步法。如以濃硫氰酸鈉水溶液、濃氯化鋅水溶液、硝酸、二甲基亞砜(DMSO)、二甲基甲酰胺 (DMF)和二甲基乙酰胺(DMAC)為溶劑聚合，則可采用均相溶液聚合。非均相聚合所用的介質(zhì)只能溶解或部分溶解單體,而不能溶解聚合體,在聚合過程中聚合體不斷地呈絮狀沉淀析出，經(jīng)分離再溶解于溶劑中制成紡絲溶液，稱為腈綸生產(chǎn)二步法。因非均相聚合介質(zhì)在大多數(shù)情況下都使用水，又稱為水相聚合法。聚合時(shí)根據(jù)溶劑不同選用不同的引發(fā)劑，例如使用硫氰酸鈉和二甲基亞砜溶劑時(shí)常用偶氮二異丁腈作為引發(fā)劑;在水相聚合時(shí)則用氧化還原引發(fā)體系。為防止聚合體產(chǎn)生顏色，在聚合過程中加入少量的還原劑或其他添加劑，如二氧化碳脲、氯化亞錫等，以提高纖維的白度。

世界各國生產(chǎn)的聚丙烯腈纖維大多由三元共聚物制得，丙烯腈占90~94%,第二單體加入量為5~8%,第三單體為0.3~2.0%。加入第二單體的目的是為了提高纖維的機(jī)械強(qiáng)度、彈性和手感，在一定程度上也可以改善染色性能。使用的第二單體有丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯和丙烯酰胺等。加入第三單體的目的是引入一定數(shù)量的親染料基團(tuán)，增加纖維對染料的親和力，可制得色譜齊全、顏色鮮艷、染色牢度好的纖維。第三單體分兩大類:一類是對陽離子染料有親和力，含有羧基或磺酸基團(tuán)的單體，如丙烯磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、甲義丁二酸(又名衣康酸)、對-乙烯基苯磺酸鈉等;另一類是對酸性染料有親和力，含有胺基、酰胺基、吡啶等的單體，如乙烯吡啶、甲基乙烯吡啶等。

硫氰酸鈉法均相溶液聚合的工藝流程是:將原料丙烯腈(AN)、第二單體丙烯酸甲酯(MA)、異丙醇 (IPA)和48.8%硫氰酸鈉溶液分別用計(jì)量桶計(jì)量后放入調(diào)配桶。引發(fā)劑偶氮二異丁腈 (AIBN)和淺色劑二氧化硫脲(TUD)經(jīng)稱重后也加入調(diào)配桶。第三單體衣康酸 (ITA)則被調(diào)成一定濃度的水溶液經(jīng)計(jì)量桶加入調(diào)配桶，經(jīng)充分混合和調(diào)溫后，用計(jì)量泵連續(xù)地送入聚合釜進(jìn)行聚合反應(yīng)。全部物料逐漸形成粘稠漿液。聚合完成后的漿液由釜頂出料，輸往脫單體塔脫去單體，然后輸入貯液槽，經(jīng)混合后用齒輪泵送往真空脫泡塔脫除留在漿液中的空氣泡。漿液再被送往熱交換器進(jìn)行調(diào)溫，同時(shí)添加消光劑，對漿液過濾以除去雜質(zhì)，再以穩(wěn)定的壓力送去紡絲。

bǐngxījīngxì xiānwéi

丙烯腈系纖維

acrylic fibre

又叫亞克力纖維,是用85%以上的丙烯腈和其他第二、第三單體共聚的高分子聚合物紡制的合成纖維，又稱聚丙烯腈纖維。如果丙烯腈含量在35~85%之間，而第二單體含量占15~65%，這種共聚物纖維則稱為改性聚丙烯腈纖維。中國稱聚丙烯腈纖維的商品為腈綸。

最早的聚丙烯腈纖維商品名叫奧綸，是美國杜邦公司在20世紀(jì)40年代研究成功的，屬純聚丙烯腈纖維。因染色困難，容易原纖化，一直不能工業(yè)化生產(chǎn)。后來研究丙烯腈與烯基衍生物組成的二元或三元共聚物，改善了聚合體的可紡性和纖維的染色性，丙烯腈系纖維才得以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。1980年世界丙烯腈系纖維總產(chǎn)量約為210萬噸,僅次于聚酯和聚酰胺纖維。丙烯腈系纖維美國商品有奧綸(Orlon)，阿克利綸(Acrilan)，克麗斯綸(Creslan),澤弗綸(Zefran),英國有考特爾(Courtelle)，日本有毛麗龍(Vonnel)，開司米綸(Cashmilan),依克絲蘭(Exlan)，貝絲綸(Beslon)。

有干法和濕法兩種。干法紡絲的溶液是以二甲基甲酰胺為溶劑,紡絲液的濃度達(dá)25~30%，卷繞速度一般為100~300米/分,可以高達(dá)600米/分。噴絲頭孔數(shù)一般為200~300孔。經(jīng)干法紡絲的聚丙烯腈纖維結(jié)構(gòu)均勻致密，外觀像蠶絲，適于織制仿絲織物。濕法紡絲第一導(dǎo)輥速度一般為 5~10米/分，高的可達(dá) 50米/分,噴絲頭孔數(shù)可達(dá)幾十萬孔，適于紡制短纖維，纖維柔軟蓬松，適宜制做仿毛織物。選用不同溶劑的紡絲工藝,后處理方式也不同。以硫氰酸鈉為溶劑的腈綸,在紡絲成形后的加工流程如圖所示。紡絲原液經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量后由紡絲機(jī)上的噴絲頭噴出。從噴絲孔出來的細(xì)流進(jìn)入凝固浴凝固成絲。凝固浴的絲束被引入預(yù)熱浴進(jìn)行預(yù)熱處理和拉伸，然后進(jìn)入水洗槽，再入熱水槽中拉伸，兩次拉伸總倍數(shù)為 8~10倍。經(jīng)上油、干燥致密化、卷曲、蒸汽熱定形、再上油、再干燥和切斷成短纖維，最后打包或不切斷直接牽切成條子(見紡絲直接成條)。聚丙烯腈纖維還有少量長絲產(chǎn)品。

丙烯腈含量一般為40~60%。工業(yè)生產(chǎn)上有兩種纖維:一種是丙烯腈與氯乙烯共聚纖維,商品名為維榮N或可耐可龍，中國稱之為腈氯綸;另一種是丙烯腈與偏二氯乙烯共聚纖維，商品名為維勒爾，中國稱為偏氯腈綸。這兩種共聚物都能溶于丙酮，大多采用濕法紡絲，極少采用干法。纖維兼有聚丙烯腈纖維和聚氯乙烯纖維(見含氯纖維)的性能，質(zhì)輕，保暖，耐氣候，耐化學(xué)藥品性好，且有一定難燃性，可作室內(nèi)裝飾品、防寒衣服、工業(yè)用濾布等。此外，聚丙烯腈與蛋白質(zhì)接枝共聚纖維已有小量生產(chǎn)。