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聚丙烯腈结构单体
聚丙烯腈结构单体
英文简写：PAN 英文名称：polyacrylonitrile
英文别名 2-Propenenitrile,homopolymer; acl1050; acrylonitrile,polymers; acrylonitrilehomopolymer;acrylonitrilepolymer; biospal1200s; biospal1800s
聚丙烯腈纤维的研究始于30年代。1931年德国法本公司的Rain首次制造了聚丙烯腈（PAN），但由于此种聚合物不溶于大多数有机、无机溶剂，且熔融温度高于分解温度，所以无法采用当时已知的溶液纺丝及熔融法纺丝，PAN未能制成纤维。40年代，PAN纤维首先由杜邦公司实现了工业化。
聚丙烯腈纤维是指由聚丙烯腈纺制的纤维或丙烯腈含量占85%以上的共聚物纺制而成的纤维。2000年世界聚丙烯腈纤维产量2.6685Mt，我国聚丙烯腈纤维产量473.7kt。
聚丙烯腈纤维的研发趋势，可以归纳为二个方面；其一，是新成纤工艺研究，如采用增塑剂法，合成聚丙烯腈共聚物，以期降低聚丙烯腈大分子间的相互作用从而降低聚合物的熔点，来采用熔融纺织工艺或提高干喷湿纺工艺中纺丝浆液的浓度，达到提高成纤后原丝力学性能的目的。其二，是研究聚丙烯腈纤维的新品种，例如阻燃性聚丙烯腈纤维，高收缩性聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈纤维纺丝过程中的在线着色技术，抗静电聚丙烯腈纤维，高吸水率聚丙烯腈纤维，细旦丝纤维，复合聚丙烯腈纤维，抗菌防臭聚丙烯腈纤维，远红外聚丙烯腈纤维，高强高模聚丙烯腈纤维等。
聚丙烯腈纤维有多种不同的生产方法，形成了各具特点的工艺路线。这些工艺路线的共同点是：采用溶液(湿法和干法)纺丝方法，有相应的溶剂回收处理等。这些工艺路线的不同点是：不同的共聚物组成；不同的聚合(非均相沉淀聚合或均相聚合)方法；不同的纺丝溶剂(可采用二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲基亚砜，碳酸乙烯酯，硫氰酸钠，硝酸，氯化锌等)：不同的纺丝方法(湿法或干法纺丝，湿法中采用不同凝固浴)；不同的牵伸、后处理工艺；不同的溶剂回收工艺。各种工艺中，主要的因素是溶剂，不同的溶剂决定了纺丝液的制备条件、纺丝条件、溶剂回收方法和废水处理方法等一系列工艺特点，也影响到防火、防毒及设备选材等许多方面。
由悬浮聚合法制得的是白色固体粉末，溶于二甲基甲酰胺等有机溶剂或硫氰酸盐等溶液中；由溶液聚合法制得的是聚丙烯腈溶液
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
聚丙烯腈纤维
聚丙烯腈纤维
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 、过氧化氢及一般有机试剂。聚丙烯腈对碱不稳定，遇碱易着色，在80℃以上的浓碱中能水解为聚丙烯酸钠。在回弹性和卷曲性方面，与羊毛存在很大的差距。随着合成纤维生产技术的不断发展，复合聚丙烯腈纤维以及各种改性聚丙烯腈相继出现，如高收缩、抗起球、亲水、抗静电、阻燃、细纤度、异型截面等品种都已有商品生产。
聚丙烯腈纤维广泛用来代替羊毛，或与羊毛混纺制成毛织物等，可代替部分羊毛制作毛毯和地毯等织物，还可作为室外织物，如滑雪外衣、船帆、军用帆布、帐篷等。
聚丙烯腈中空纤维膜具有透析、超滤、反渗透和过滤等功能，可用于医用器具、人工器官、超纯水制造、污水处理和回用等。
共聚单体含量尽量降低的普通腈纶，经预氧化和碳化，可获得含碳量93%左右的耐1000℃高温碳纤维。
聚丙烯腈主要用于制造合成纤维(如腈纶)。用85%以上的丙烯腈和其他第二、第三单体共聚的高分子聚合物仿制的合成纤维。聚丙烯腈纤维的中国商品名。俗称人造羊毛。美国杜邦公司于20世纪40年代研制成功纯聚丙烯腈纤维（商品名为奥纶），因染色困难、易原纤化，一直未投入工业化生产。后来在改善聚合物的可仿性和纤维的染色性的基础上，腈纶才得以实现工业化生产。各个 有不同的商品名，如美国有奥纶、阿克利纶、克丽斯纶、泽弗纶，英国有考特尔，日本有毛丽龙、开司米纶、依克丝兰、贝丝纶等。腈纶密度一般为1.16～1.18克/厘米3，标准回潮率为1.0%～2.5%。纤维的特点是蓬松性和保暖性好，手感柔软，并具有良好的耐气候性和防霉、防蛀性能。主要用做人造纤维，俗称人造羊毛；制毛线、针织物（纯纺或与羊毛混纺）和机织物，尤其适宜作室内装饰布，如窗帘等。在材料学中常以聚丙烯腈为基体来合成多空材料，例如PAN基活性炭。
也可以用于锂离子聚合物电池的电解质聚合物基体，离子电导率较高，能达到10锂离子迁移数也大于PEO系，可达到0.5，但PAN链上有较强的极性基团-CN，与锂电极相容性差，钝化现象比较严重。
二、作用原理 抑制砂浆/砼塑性收缩和温度收缩引起的裂缝,控制并减少裂缝数量及大小,提高抗渗、抗冻性 能；增加基体的韧性和砂浆/砼的抗冲刷耐磨性能；当砂浆/砼结构受到高时，纤维熔化形成众多 毛细通道，使其内部结构的水汽和热量很好导出，防止其爆裂。同时，作为一种很好温度补偿手 段，能有效地改善其温变性能；敬业抗裂纤维利用其独特的三叶面，优良的分散性与水泥结晶交 织结构，从而提高混合料粘聚力，保水能力，混合料在运输浇筑过程中易出现的分层离析， 振捣后造成空洞，成蜂等现象。防止因泌水导致抗渗性和抗冻性降低。
三、产品优点 分散性好，握裹力高，乱向分布，次要加强，物理加筋，抗裂补强，抗磁防锈，防腐、耐碱， 无味，性高，施工简易，经济可靠。
四、应用领域 1、工业与民用建筑： a）刚性自防水混凝土结构：地下室底板、侧墙、顶板、屋面楼板、游泳池等。
b）水泥砂浆：内、外墙、天棚、地坪抹灰等。 c）大体积混凝土 d）承重平面结构：停机坪、停车场、网球场等。 e）混凝土预件：预制板、板材、管格等。 2、水利工程：喷射混凝土支护、修补、隧道、道坡、地铁、泄洪道、大坝面板、码头等。 3、道路与桥梁工程：高等的公路的收费站、伸缩缝、机场、跑道、桥面铺装、桥梁主体等。
五、施工工艺 1、建议掺量：每立方米砂浆/混凝土掺入0.6-0.9公斤纤维。 2、搅拌时间：制作纤维/混凝土，其时间比普通砂浆/混凝土适当增加30-60秒，商品混凝 土无需延长时间。 搅拌 3、操作程序：放水 加入纤维 加入骨料（石或砂等） 加入水泥 补充加水 4、注意事项：防止阳光长时间照射，远离火源，不要高空抛洒，以伤眼睛。
六、主要技术参数 材质：聚丙烯 比重：0.91 纤维类型：束状单丝 弹性量：>35Gpa 导热性：极低 燃点：580℃ 吸水性：无 抗拉强度：>440Mpa 熔点：171℃~173℃ 性：、无刺激、中性 抗酸碱性：极高 光量直径：22~44um
七、产品包装：规格为6mm,9mm、12mm、15mm、19mm；21mm,24mm1kg/小包；20小包/袋。
八、保存时间：原封包装储存，保存期为五年
以切断细钢丝法、冷轧带钢剪切、钢锭铣削或钢水快速冷凝法制成长径比（纤维长度与其直径的比值，当纤维截面为非圆形时，采用换算等效截面圆面积的直径）为30～100的纤维。
因制取方法的不同钢纤维的性能有很大不同，如冷拔钢丝拉伸强度为380-3000MPa、冷轧带钢剪切法拉伸强度为600-900MPa、钢锭铣削法为700MPa；钢水冷凝法虽为380MPa，但是适合生产耐热纤维。
为增强砂浆或混凝土而加入的、长度和直径在一定范围内的细钢丝。常用截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10～60毫米，直径为0.2～0.6毫米，长径比为30～100。为增加纤维和砂浆或混凝土的界面粘结，可选用各种异形的钢纤维，其截面有矩形、锯齿形、弯月形的；截面尺寸沿长度而交替变化的；波形的；圆圈状的；端部放大的或带弯钩的等。当使用截面非圆
公式
公式
形的钢纤维时，可按下式计算其当量直径（de):
式中a为钢纤维的实际截面积。
为使钢纤维较均匀地分散于砂浆或混凝土中，并增大纤维的长径比，可使用由水溶性胶粘结在一起成集束状的钢纤维。钢纤维可用冷拔钢丝切断、薄钢板剪切、钢块或钢锭铣削以及熔钢抽纱等方法制造。配制常温下应用的钢纤维混凝土，可使用低碳钢纤维；而配制耐火的钢纤维混凝土，则必须使用不锈钢纤维。砂浆或混凝土中掺加适量的钢纤维，可提高其抗拉、抗弯强度，并大幅度地提高其韧性和抗冲击强度。
钢纤维的种类划分
钢纤维问世的时间不长，但应用领域越来越广泛，与此相应，钢纤维的品种也再不断增多。
⒈按外形划分（图1）有：
平直形钢纤维（a）、压棱形钢纤维（b)、波形钢纤维（c）、弯钩形钢纤维（d\e）、大头形钢纤维（f）、双尖形钢纤维（g）、集束钢纤维（h）等等。
2.按截面形状划分（图2）有：
圆形（a）、矩形（b）、槽型（c）、不规则性（d）
3.按生产工艺划分有：
切断钢纤维（用细钢丝切断）；
剪切钢纤维（用薄钢板、带钢剪切）；
切削钢纤维（用厚钢板或钢锭切削）；
溶抽钢纤维（用熔融钢水抽制）。有前途的是溶抽钢纤维，价格 。
4.按材质划分有：
普碳钢纤维（抗拉强度一般在300~2500MPa）；
不锈钢纤维（按材质有304,310,330,430,446等）；
其他金属纤维（铝纤维、铜纤维、钛纤维以及合金纤维）。
⒌按表面涂覆状态划分有：
无涂覆层，表面涂环氧树脂，镀锌等。工业上大量使用的是无涂覆层的普通钢纤维。
⒍按施工工艺分类有：
喷射用、浇注用。
⒎按直径尺寸分类有：
普通钢纤维（直径d>0.08mm）；
超细钢纤维（直径d≤0.08mm）；
超细钢纤维主要用于增强塑料及石棉摩擦材料。
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