聚丙烯腈
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。

 （一）施工准备阶段 1. 开工前准备  （1）熟悉设计图纸。理解设计意图，明确填方边坡坡脚宽度与堤底沉降增宽值的计算，塑料排水板处理的平面范围、深度等。  （2）复核、批准各横断面处桩位布臵图，排水板桩距、施工根数。 2. 材料与试验准备 （1）塑料排水板  ①对塑料排水板材料生产厂家进行考察，了解其生产资质、生产过程、生产量、原材料品质、产品质量及实用工程项目业绩状况。材料应符合设计要求和技术规范的标准。  ②初选生产厂家和规格品牌的材料，取样进行验证试验。合格后同意材料进场，执行JTJ／T257-96《塑料排水板质量检验标准》。  ③塑排板进场后，应核对产品质保书或出厂合格证，检查外观质量，分批次取样试验检验。  ④检查进场塑料排水板的现场堆放管理。应加以覆盖，以防暴露在空气中老化。  （2）砂垫层材料  一般采用透水性好的天然级配砂，含泥量不超过5%， 粒径不  第2页  超过5厘米，无杂质和有机质。  （3）施工前应通过静力触探试验进一步详细查明软基平面范围和厚度，合理确定软基处理深度和范围。  3. 施工放样复核、审批  （1）复核塑料排水板处理路段各横断面中线桩、边桩、加密桩的放样计算资料。审批放线、放样的方法。  （2）现场检查施工放线和纵向、横向放线，审签施工放样记录。 4. 场地准备  （1）应首先对软基处理范围内的原地面杂物并大致整平。 （2）在平整后的原地面开挖纵横向排水沟，并在路基边沟位臵开挖临时排水沟，疏干地表水。  5. 检查砂垫层施工  （1）按照批准的施工放样方案，现场实地检查放样结果。 （2）抽查清表后中线与边线的标高，作为砂垫层厚度的基准。 （3）检查砂垫层的铺筑施工工艺。  （4）碾压前检查摊铺的平面范围、松铺厚度等。  （5）碾压时应注意土基的稳定，特别是底层碾压，应避免对地基的扰动。  （6）检查砂垫层的宽度、标高、厚度、平整度、横坡度、边坡等，做好监理抽检资料，审签质量检验报告单。  6. 机械设备检查  （1）塑料排水板机械（包括发电机、插板机）要能满足施工需要，设备状态良好。要对塑料排水板插板机及配套机械系统的型号、生产厂家、功能、额定指标与实际状态、台数和分布的作业面进行检查。  （2）动力系统要可靠，要有应急体系。  （3）塑料排水板桩机的编号标识和标定。对塑料排水板插板机统
一标识内容，写明插板机编号和机长、技术员、自检员姓名。插板机要进行标定，主要包括测量钻杆总长度、在钻杆侧面做米数刻画等。  第3页  现场要标识钻杆总长标定值、标定日期和监理核准签名等内容。  7. 审查施工工艺设计、自检体系和质量保证措施  （1）施工工艺应符合设计图纸和施工规范的要求。特别应注意打设深度和砂（或砂）垫层厚度的控制是否能满足设计要求。  （2）自检体系必须完善，对施工人员进行技术交底和岗前培训。每台桩机至少一名自检员在施工中全过程进行质量控制和施工记录。  （3）质量保证措施包括进场材料检查、现场质量控制和施工记录（表式）规范和准确，包括配合监理实施全过程的监理工作等。  8. 实施试验工程、施工总结和正式的开工批复  （1）在展开施工之前进行试验工程施工，以检验施工组织设计适用情况。  （2）监理全过程旁站监理，做好监理记录。  （3）要求施工单位通过试验工程作好施工总结，批复开工报告。 （二）施工阶段  1. 在开始作业前，自检人员必须到位，现场监理应到场准备旁站施工，检查原材料、机械及应急系统等。  2. 旁站内容包括：  （1）检查施工单位按批准的施工工艺施工，塑料排水板的桩位、桩长、平面偏差、垂直度、回带长度、剪带长度等。排水板桩位采用三角形布臵，孔距1M，排距0.866M，排水板预留小于50厘米的长度，经监理检查验收后反卷埋入50厘米高的砂垫层内，并且保证排水板头距砂垫层面有30厘米的保护厚度，使其排水畅通。当按设计深度超深或减短时，现场监理应核实情况，暂停施工，报告上级处理。  （2）检查插打过程中应防止泥土等杂物进入套管内，一旦发现须及时。  （3）检查塑料排水板接长，应采用滤膜内平搭接的连接方法，搭接长度不小于20厘米。  （4）在塑料排水板插入过程中，透水滤套不应被撕破和污染；排  第4页  水板底部应有可靠的锚固措施，以免拔出套管时将芯板带出，如遇排水板带出超过0.5米应补打，补打的排水板数量不得重复计算。  （5）在钻杆上标出塑料排水板需打设的深度；应注意检查套管到达设计入土标高后才能拔出，保证塑板底部标高符合设计要求。  （6）检查施工单位的排水方案落实情况，排水系统必须完善。 3. 全程检查施工记录的真实性、完整性。每工班工后及时复核、审签施工记录，确认其准确性。原始记录应包括以下要点：  （1）日期与天气。  （2）当天插板的桩位编号和范围。 （3）作业班组、主要人员及机械编号。  （4）记录塑料排水板的到场数量，根据每卷的外圈、内圈直径和总圈数计算每卷长度。根据进场卷数计算进场总数。  （5）设计深度、实际插入深度（由施工班组逐桩记录）。监理必须全过程旁站，重点是检查每根排水板的长度，做好旁站记录，当天签认相关的资料。  （6）倾斜度、外露板带长度（由施工班组逐桩记录）。 （7）地面标高，地质状况，有无插打到基岩面处或相对硬层。 （8）插打过程中的问题，如倾斜、回带、断带、滤膜破裂等。 4. 按规定频率对施工的塑料排水板桩进行抽检，做好监理抽检记录，复核审批施工质量检验报告单及检查记录。  5. 施工中要尽量避免泥土污染砂垫层，督促施工单位及时清理插打过程中产生的泥土以减少对砂垫层的污染。

 

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。