第5章 聚丙烯腈纤蔚默的生产及质量控制.pptVIP

第五章 聚丙烯腈纤维生产及质量控制;第一节 概述;聚丙烯腈纤维生产工艺路线比较： 一步法与二步法 ：一步法是指PAN的合成采用溶液聚合，聚合物不经分离， 直接配成纺丝原液去纺丝； 二步法又称为水相沉淀聚合路线。PAN的合成采用水相沉 淀聚合，聚合物经分离后重新溶解，即聚合物的制备及原 液配制两步完成 ； 干法纺丝与湿法纺丝 ：腈纶的成形借助于蒸发除去挤出细流中的溶剂，称为 干法纺丝； 借助于挤出细流中的溶剂与凝固浴中溶剂的双向扩散， 称为湿法纺丝； 有机溶剂与无机溶剂 ： 聚丙烯腈纤维的用途 主要用于针织品 、装饰纺织品市场 、室外纺织品 ;第二节 聚丙烯腈纤维生产用原料 ;溶剂 ——有机溶剂：占63% ，DMF、DMA、EC、丙酮、DMSO。腈纶结构致密，截面非圆 形，光泽和谐； ——无机溶剂：约占37%，NaSCN、HNO3、ZnCl2。腈纶蓬松性好，截面圆形，光泽较 亮，强度较高；;第三节 聚丙烯腈的合成 ;（二）聚合工艺控制 引发剂浓度 引发剂↑→→自由基↑→活化中心↑→→聚合反应速度↑ →反应转化率↑ →碰撞↑→大分子链重合、歧化、转移终止↑→聚合物分子量↓ →大分子端基的引发剂残剩基↑→分子结构规律性↓ → 偶氮引发剂→ 聚合物色泽加深→纤维白度↓ 工业：引发剂用量为总单体重量的0.2%~0.8%。 总单体浓度 总单体浓度↑→聚合反应速度↑、聚合物平均分子量↑ 聚合温度 温度↑→能量↑→引发剂分解↑→活化中心↑→→聚合反应速度↑ →反应转化率↑ →碰撞↑→大分子链重合、歧化、转移终止↑→分子量↓ 工业：反应温度76~82℃ 介质pH值 pH值5±0.3???才能保证黏度变化少，聚合转化率变化也不大； 单体中所含有的有机杂质 有机杂质（氢氰酸、丙烯醛、乙醛、丙酮、乙腈和噁唑、丙腈）→反应速度↓ 硫氰酸钠中含有的杂质 甲酸钠（SF） →聚合浆液黏度↓ ↓ →纺丝困难 Na2S2O3 →纤维泛黄 ;各种无机盐杂质 ——Fe3+或Fe2+： Fe3+→→对反应有阻聚作用 → 与SCN→反应生成红色Fe（SCN）3或深红色络合物 Fe2+ →对反应有阻聚 工业：反应剂混合物中铁含量≤0.3mg/kg ——Ti4＋： Ti4＋ ↑→→聚合物白度↑ → Ti4＋（链转移剂） → 聚合反应速度↓、平均聚合度↓ 工业：4mg/kg。 ——SO42－： SO42－↑ → 硫酸钠在原液中结晶析出→ 过滤与纺丝困难 工业：聚合用的硫氰酸钠溶剂中硫酸钠含量不超过0.08% ——Cl－： Cl－ →腐蚀聚合及原液系统铝质设备、管材→ 腐蚀后的铝离子进入原液使原液凝聚故工业：控制化工原料及软水质量。 ——NO3－： NO3－ →影响聚合物在NaSCN溶剂中的溶解度→ 使原液黏度升高↑→可纺性↓ ——CH3COO－： CH3COO－ ↑ →链转移↑ →聚合反应速度↓、平均聚合度↓ 工业：设立萃取塔，把CH3COO－从系统中除去