聚丙烯腈纤维的文献综述.docVIP

1．绪论 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。聚丙烯腈纤维根据不同的用途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。 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。 表一 世界主要纤维产量（1994） 纤维 锦 毛 人造丝 尼龙 涤纶 腈纶 聚烯烃类 产量（百万吨） 18.73 1.64 2.33 3.93 11.18 2.48 2.48 表二 1995年世界腈纶产量（按地区划分） 地区 亚洲 日本 非洲 西欧 东欧 拉美 美国 总计 产量（千吨） 658 370 235 635 161 208 199 2466 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 619kt，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％ 。具体如表三： 年份 国家 1998 2000 2002 2004 2005 2006 中国 417 475 594 662 784 839 日本 422 375 594 441 266 247 土耳其 170 202 231 282 280 320 西欧 625 621 620 625 450 449 美国 157 150 118 165 64 40 韩国 134 134 136 150 95 49 中国台湾 119 100 129 142 140 155 其他 586 675 319 283 540 420 世界合计 2650 2625 2741 2750 2619 2519 在世界经济一体化大趋势中, 腈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。 图 4.腈纶产业链国际分工格局 4. 　丙烯腈的合成 丙烯腈 H2C = CH - CN ，C3H3N作为聚丙烯腈的初始原料,是一种无色、易燃且有刺激性气味的液体。它的分子量为53.06 ，密度为0. 806 g/ cm3 ，丙烯腈的熔点为- 82 ℃，沸点为77 ℃。这种液体属易爆品，爆炸极限在2.8 %～28 %(容积比) 之间,闪点为- 5 ℃,丙烯腈是一种极易致癌的物质，并且推测是致诱变及畸形的物质。丙烯腈的其他工业应用包括用作生产丙烯腈—丁二烯—苯乙烯(ABS) 塑料，丙烯腈—丁二烯橡胶(ABR) 以及苯乙烯—丙烯腈共聚物等的原材料。己二酸腈由丙烯腈二聚体氢化形成,这种酸可用于聚酰胺生产的初始产品 - 己二酰二胺的合成，而且自1965 年以来Monsanto 公司已将此工艺用于工业生产。 丙烯腈还用于生产杀虫剂。丙烯腈的产量接近470 万t/ a ，其中50 %～60 %进一步用作聚丙烯腈的生产。丙烯腈有四种不同的合成方式: (1) 根据O.Bayer 和P. Kurtz 在1939 年发明的生产工艺,即将氰化氢直接加入到乙炔中去,同时在催化剂如氯化铜( I) 以及氯化钠、氯化钾或氯化铵存在的情况下80 ℃～90 ℃,或者在氯化物催化剂如氯化锌存在的情况下,在450 ℃～700 ℃的气相条件下合成得到。 HC ≡CH + HCN →H2C = CH —CN (2) 在工艺初期通过水裂解将环氧乙烷转变为3-羟基丙腈： (3) 第二阶段,3-