聚丙烯腈工藝裝置設計

⑴ 聚丙烯腈基碳纖維熱量衡算的工藝參數，畢業設計要寫，跪求

聚丙烯腈基碳纖抄維熱量衡算的工藝參數，畢業設計要寫
碳纖維按原料來源可分為聚丙烯腈基碳纖維、瀝青基碳纖維、粘膠基碳纖維、酚醛基碳纖維、氣相生長碳纖維；按性能可分為通用型、高強型、中模高強型、高模型和超高模型碳纖維；按狀態分為長絲、短纖維和短切纖維；按力學性能分為通用型和高性能型。
聚丙烯腈基碳纖維指的是合成纖維, 就是PAN基碳纖維布 聚丙烯腈或丙烯腈含量大於85%（質量百分比）的丙烯腈共聚物製成的合成纖維。常用的第二單體為非離子型單體，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等

⑵ 高嶺土-聚丙烯腈插層復合物的制備

一、實驗主要原料

高嶺石：化學純，由上海五四化學試劑廠生產，平均粒度1.32μm。二甲亞碸，分析純。丙烯腈，化學純。無水乙酸銨，分析純。

二、高嶺石-聚丙烯腈的制備

工藝流程可分為三個步驟：首先，制備高嶺土-二甲亞碸插層復合物（高嶺土-DMSO）；其次，制備高嶺土-乙酸銨插層復合物；然後，制備高嶺土-聚丙烯腈插層復合物。

1）高嶺土-二甲亞碸插層復合物（高嶺土-DMSO）的制備：將10g高嶺土懸浮於100ml DMSO液體中，於80℃的水浴中，恆溫攪拌3d，抽濾，將固體於50℃以下烘乾。

2）高嶺土與乙酸銨插層復合物（高嶺土-乙酸銨）的制備：將7.0g高嶺土-DMSO浸泡在250ml60%的乙酸銨水溶液中，於60℃的水浴中恆溫攪拌12h，過濾分離，固體物質於40℃左右乾燥。

3）高嶺土與聚丙烯腈插層復合物（高嶺土-PAN）的制備：取4g高嶺土-乙酸銨，浸泡在50ml丙烯腈中，加入0.4g過氧化苯甲醯作為引發劑，於常溫、避光下攪拌1d，靜置，除去上層清液後，於50℃下聚合1d，在50℃下乾燥。

三、結果與討論^［3］

1.高嶺土-DMSO插層復合物的形成

圖5-9為純高嶺石和相應插層復合物的XRD圖譜，從圖譜中可以看到，純高嶺石的d₀₀₁值為0.717nm（圖5-9A），當插入二甲亞碸（DMSO）後，d₀₀₁值由0.717nm增加到1.157nm（圖5-9B），層間距增大了0.440nm。

高嶺石的內羥基位於硅氧四面體和鋁氧八面體之間，其峰值位於3620.5cm^-1。由於內羥基不可能與插入的客體分子接觸，因此，內羥基的伸縮振動帶不會由於插入反應而發生變化（圖5-10A，B），而位於高嶺石層間表面的外羥基則十分容易受到插入分子的影響。純高嶺石的外羥基伸縮振動峰位於3695.4cm^-1，它與內羥基的伸縮振動峰（3620.5cm^-1）的相對強度是3695.4cm^-1峰強大於3620.5cm^-1的峰強，而插入DMSO後，這2個峰的相對強度顛倒過來，即3620.5cm^-1的峰強大於3695.4cm^-1的峰強（圖5-10A，B），插入DMSO後新產生的3661.1cm^-1峰，也是與外羥基的振動有關。在低頻處生成3541.8cm^-1和3504.3cm^-1的2個新峰，表明DMSO與高嶺石外羥基存在著相互作用。此外，高嶺石的IR譜指紋區的915.6cm^-1吸收峰屬於Al-OH的彎曲振動峰，當插入DMSO後，該峰向低頻方向移動至908.5cm^-1。所有這些證據都表明，插入的DMSO與高嶺石層間表面羥基形成了氫鍵，這種氫鍵的形成有利於DMSO插入到高嶺石層間。從圖5-9B可以得到插入高嶺石層間的DMSO的量相對較多（可以通過對比d₀₀₁為1.157nm和0.717nm的2個峰的相對強度得到），但在相應的IR譜上卻沒有DMSO分子的S＝O振動吸收峰1070cm^-1，這可能是由於高嶺石在1038cm^-1，1015cm^-1處的強Si-O鍵振動吸收峰將其掩蓋了。

圖5-9 純高嶺石和相應插層復合物的XRD圖譜

A—高嶺土；B—高嶺土-DMSO；C—高嶺土-乙酸銨；D—高嶺土-PAN

圖5-10 純高嶺石和相應插層復合物的紅外光譜圖

A—純高嶺石；B—高嶺石-DMSO；C—高嶺石-乙酸銨；D—高嶺石-PAN

2.高嶺土-乙酸銨插層復合物的形成

丙烯腈單體並不能直接取代高嶺石中的DMSO而插入到高嶺土層間。為了使丙烯腈單體插入到高嶺石層間，制備了高嶺土-乙酸銨插層復合物，作為中間產物。圖5-9C和圖5-10C是高嶺土-乙酸銨的XRD譜和IR譜，從圖5-9C可以看出，乙酸銨已經插入到高嶺石層間，將高嶺土-DMSO復合物中的DMSO置換出來，高嶺土的d₀₀₁值增加至1.439nm，在高嶺土-DMSO的基礎上又增加了近0.3個nm，這樣，就更有利於丙烯腈插入高嶺石層間，在圖5-10C中，1654.0cm^-1和1449.9cm^-1的兩個峰是-COO的振動吸收峰，因此，可以認為乙酸銨已經插入到高嶺石層間。

3.高嶺土-聚丙烯腈復合材料的形成

圖5-9D和圖5-10D是高嶺土-PAN的XRD譜和IR譜，與圖5-9C和圖5-10C相比，均發生了較大的變化，在高嶺土-PAN的IR譜中，-COO的特徵吸收峰消失了，與高嶺石的IR譜比較，外羥基與內羥基峰的相對強弱順序發生了變化。此外，羥基吸收峰的強度相對減小，而峰的寬度則相對增加，這些均說明高嶺石層間插入聚合物後，其有序度下降。從高嶺土-PAN的XRD峰的半寬度均有較大程度的增加，也可以說明高嶺石的結晶化程度下降。

⑶ 聚丙烯腈的工業合成

聚丙烯腈碳纖維是以聚丙烯腈纖維為原料製成的碳纖維，主要作復合材料用增強體。無論均聚或共聚的聚丙烯腈纖維都能制備出碳纖維。為了製造出高性能碳纖維並提高生產率，工業上常採用共聚聚丙烯腈纖維為原料。對原料的要求是：雜質、缺陷少；細度均勻，並越細越好；強度高，毛絲少；纖維中鏈狀分子沿纖維軸取向度越高越好，通常大於80%；熱轉化性能好。
生產中製取聚丙烯腈纖維的過程是：先由丙烯腈和其他少量第二、第三單體(丙烯酸甲醋、甲叉丁二脂等)共聚生成共聚聚丙烯腈樹脂(分子量高於6～8萬)，然後樹脂經溶劑(硫氰酸鈉、二甲基亞礬、硝酸和氯化鋅等)溶解，形成粘度適宜的紡絲液，經濕法、干法或干-濕法進行紡絲，再經水洗、牽伸、乾燥和熱定型即製成聚丙烯腈纖維。若將聚丙烯腈纖維直接加熱易熔化，不能保持其原來的纖維狀態。因此，制備碳纖維時，首先要將聚丙烯腈纖維放在空氣中或其他氧化性氣氛中進行低溫熱處理，即預氧化處理[6]。預氧化處理是纖維碳化的預備階段。一般將纖維在空氣下加熱至約270℃，保溫0.5h～3h，聚丙烯腈纖維的顏色由白色逐漸變成黃色、棕色，最後形成黑色的預氧化纖維。這是聚丙烯腈線性高分子受熱氧化後，發生氧化、熱解、交聯、環化等一系列化學反應形成耐熱梯型高分子的結果。再將預氧化纖維在氮氣中進行高溫處理(l600℃)，即碳化處理，則纖維進一步產生交聯環化、芳構化及縮聚等反應，並脫除氫、氮、氧原子，最後形成二維碳環平面網狀結構和層片粗糙平行的亂層石墨結構的碳纖維。由PAN原絲制備碳纖維的工藝流程如下：PAN原絲→預氧化→碳化→石墨化→表面處理→卷取→碳纖維

⑷ 聚丙烯腈的簡介

聚丙烯腈
英文簡寫：PAN 英文名稱：polyacrylonitrile
英文別名 2-Propenenitrile,homopolymer; acl1050; acrylonitrile,polymers; acrylonitrilehomopolymer;acrylonitrilepolymer; biospal1200s; biospal1800s
聚丙烯腈纖維的研究始於30年代。1931年德國法本公司的Rain首次製造了聚丙烯腈（PAN），但由於此種聚合物不溶於大多數有機、無機溶劑，且熔融溫度高於分解溫度，所以無法採用當時已知的溶液紡絲及熔融法紡絲，PAN未能製成纖維。40年代，PAN纖維首先由杜邦公司實現了工業化。
聚丙烯腈纖維是指由聚丙烯腈紡制的纖維或丙烯腈含量佔85%以上的共聚物紡制而成的纖維。2000年世界聚丙烯腈纖維產量2.6685Mt，我國聚丙烯腈纖維產量473.7kt。
聚丙烯腈纖維的研發趨勢，可以歸納為二個方面；其一，是新成纖工藝研究，如採用增塑劑法，合成聚丙烯腈共聚物，以期降低聚丙烯腈大分子間的相互作用從而降低聚合物的熔點，來採用熔融紡織工藝或提高幹噴濕紡工藝中紡絲漿液的濃度，達到提高成纖後原絲力學性能的目的。其二，是研究聚丙烯腈纖維的新品種，例如阻燃性聚丙烯腈纖維，高收縮性聚丙烯腈纖維，聚丙烯腈纖維紡絲過程中的在線著色技術，抗靜電聚丙烯腈纖維，高吸水率聚丙烯腈纖維，細旦絲纖維，復合聚丙烯腈纖維，抗菌防臭聚丙烯腈纖維，遠紅外聚丙烯腈纖維，高強高模聚丙烯腈纖維等。

⑸ 聚丙烯腈是什麼

聚丙烯腈纖維
聚丙烯腈纖維是丙烯腈與第二第三單體的共聚纖維。丙烯腈含量佔85％以上，稱為第一單體，純凈的聚丙烯腈結構緊密，性脆硬，
染色性很差。第二單體通常用含有酯基的化合物，如丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯飛醋酸乙烯酯等，第二單體加入後，大分子排列的
規整性變差，分子間作用力減弱，從而使纖維在微觀結構上趨子疏鬆，纖維的柔軟性提高，彈性和手感改善，並有利於染料分子的引
入，改善纖維染色性。第二單體含量約佔5％～9％，其含量的多少除了影響纖維的染色性外，對其它性能也有顯著影響。其它條件不
變時，隨著第二單體含量的增加，由於丙烯酸甲酯的玻璃化溫度降低，纖維的耐熱變色穩定性下降，即受熱後纖維易發黃，並使纖維
的熱蠕變數增加，熱收縮變形性提高，初始模量降低，纖維受熱後容易產生變形，但由於大分子鏈段的柔曲性提高，成品纖維表現出
較好的彈性回復能力。
加入第三單體，是為了向纖維中引入一定數量的親染料基團，以改善染色性能。第三單體含量很低，一般為1％左右。第二、第三單體
的引入，一般都將降低纖維的軟化點及其濕熱性能，但第二、第三單體品種不同，纖維質量差異很大。聚丙烯腈纖維截面隨紡絲方法
的不同而異，濕法紡絲的纖維截面基本呈圓形，干紡的則為花生果形，纖維表面較粗糙，似樹皮狀，在光學或電子顯微鏡中能看到原纖
結構，並存在微小的孔洞。孔洞的大小和多少影響纖維的機械和染色性能。
聚內烯腈大分子呈不很規則的螺旋形構象，不具有真正的結晶結構，因此沒有嚴格的結晶區與無定形區，只有高序區和低序區之
分，聚丙烯腈纖維的這一結構特性，對纖維的物理機械性能有很大影響，例如腈綸纖維的熱彈性就是腈綸結構的反映，利用熱彈性加工
膨體紗。腈綸纖維性質近似羊毛，故有合成羊毛之稱。腈綸生產：以短纖維為主，可以純紡，也可以與羊毛或其它纖維混紡，製成毛型
織物。粗纖度的腈綸可以加工成毛毯或人造毛皮，大量的長絲束經牽切後加工膨體紗為針織原料，膨體織物手感柔軟、膨鬆性好，起毛
起球現象比滌綸和錦綸少。
聚丙烯腈纖維吸濕較低，標准條件下的回潮率為1.2％一2.0%，不同品種的回潮率略有差異。聚丙烯腈纖維的干態與濕態回朝率比
較接近，因此干濕狀態下的拉伸性能差異較少，但由於吸濕低，加工時易積累靜電，穿著時易沾污。
聚丙烯腈纖維在引入第二、第三單體後，染色性能有所改善。由於第三單體使纖維帶上了酸性或鹼性基團，因而能採用陽離子染料
或酸性染料染色，由於聚丙烯腈纖維的染色溫度超過玻璃化溫度時，染料在纖維上的上染速率提高之迅速遠超過一般的合成纖維，因此
染色時的工藝條件必須嚴格控制，例如腈綸的超分子結構差異或染色加工控制不當時，常使腈綸織物產生色差和色花。
聚丙烯腈均聚物由於結構上的特點，在室溫以上具有兩個玻璃化溫度，即80-100℃系低序區的玻璃化溫度；0～150℃為中序區的
玻璃化溫度，在327℃時還有一個熱轉變點，通常認為是高序區的"熔點"。由於共聚組分的加入，兩個玻璃化溫度靠攏或消失，僅存一
個玻璃化溫度為75-100℃左右。
聚丙烯腈長絲在空氣中以220℃處理20-50h進行預氧化，再在惰性氣體中以1090～1500℃碳化或2500-3000℃以上石墨化，可
製造碳纖維或石墨纖維。碳纖維可做增強塑料、宇航或其它用途，製造釣魚桿、高爾夫球棒飛網球拍飛滑雪板、汽車零件、飛機，零件
等。碳纖維具有高強度、高模量飛低伸長飛耐高溫等特點。
聚丙烯腈分子中含有氰基，耐日光與耐氣候性特別好，腈綸經日曬1000小時，強度損失不超過20％，因此腈綸織物適宜製作戶外
用品。腈綸纖維強度1.76-3.08cN／dtcx，斷裂伸長為25％一46％，濕強為干強的85％～95％，腈綸初始模量低於滌綸而高於錦綸
，一般為35.2～61.6cN／dex，伸長彈性優於人造纖維與棉、麻，比羊毛差，多次拉伸的剩餘伸長率較大，因此，腈綸針織物的袖口、
領口等容易變形。
腈綸對化學葯品的穩定性是良好的，但不同品種之間有差異。

⑹ 廣東聚丙烯腈纖維哪家最好誰知道

問價格還是質量？其實差別不會很大，如果是要找長期合作的生產原料，最好去工廠看看，原料和工藝是影響價格和質量的最根本元素，如果要的不多。那去市面隨便找家店買就行，差別不會多大的，店裡一般都是買熱銷的

⑺ 聚丙烯腈纖維的生產歷程

早在100多年前人們就已製得聚丙烯腈但因沒有合適的溶劑，未能製成纖回維。1942年，德國人答H.萊因與美國人G.H.萊瑟姆幾乎同時發現了二甲基甲醯胺溶劑，並成功地得到了聚丙烯腈纖維。1950年，美國杜邦公司首先進行工業生產。以後,又發現了多種溶劑形成了多種生產工藝。1954年，聯邦德國法本拜耳公司用丙烯酸甲酯與丙烯腈的共聚物製得纖維，改進了纖維性能，提高了實用性，促進了聚丙烯腈纖維的發展。1984年，聚丙烯腈纖維的世界產量為2.4Mt。
生產工藝
聚合 → 紡絲 → 預熱 → 蒸汽牽伸 → 水洗 → 烘乾 → 熱定形 → 捲曲 → 切斷 → 打包。

⑻ 聚丙烯腈(PAN)基活性炭纖維生產工藝

作為粉狀、粒狀之後第三種形態活性炭(AC)的活性炭纖維(ACF)，其開發生產已近三十多年。三十年來，這一材料在前驅體的擴大、生產技術的改進、應用面的推廣等不同方面在國內外都有很大的發展。根據相關資料介紹，美國地區1998年的時候ACF的售價竟然高達220美元左右，大約合人民幣1800元。日本當時可謂是ACF的生產大國，但與其它形態的活性炭(AC)相比，其生產和需要量可說是微乎其微例如日本目前粉狀和粒狀AC每年需要量約為10萬噸，而ACF 的量僅為300噸左右。在1994年的時候曾報導其主要廠家的生產能力就已達700噸/年。1998年左右期間，日本AC的市場售價粉末狀每公斤450-500日元，粒狀為450-650日元，ACF則隨原料、質量和形態(氈、墊、布、纖維等)的不同，價格各異，其平均值大致為每公斤3000-8000日元口 (約合人民幣200-550元)。盡管日本當時製造ACF的公司不超過10家，但利用ACF的後續產品廠家(如溶劑回收、凈化器、空氣凈化器等廠家)估計在200家以上。日本的ACF已成熟地應用於不同規模的溶劑回收裝置中，是ACF的主要工業製品用戶。其實，活性炭纖維(activated carbon fiber，ACF)亦稱纖維狀活性炭，是性能優於活性炭的一種多孔性纖維吸附材料和環保工程材料，其超過50%的碳原子位於內、外表面，構築成獨特的吸附結構，被稱為表面性固體。它還具有強度較高、耐高溫、不宜粉化、加工成型性好等特點，可製成氈、布、紙等不同的性狀，以及耐酸和鹼腐蝕、可再生、對環境友好的特性。這些結構特性使活性炭纖維具有廣譜的吸附性能、大的吸附容量和更快的吸附和脫附速度，使得其一問世就得到人們的廣泛關注和深入研究。

⑼ 一步法生產聚丙烯腈工藝中，溫度對產物分子量有何影響

生產中製取聚丙烯抄腈纖維的過程是襲：先由丙烯腈和其他少量第二、第三單體（丙烯酸甲醋、甲叉丁二脂等）共聚生成共聚聚丙烯腈樹脂（分子量高於6到8萬），然後樹脂經溶劑（硫氰酸鈉、二甲基亞礬、硝酸和氯化鋅等）溶解，形成粘度適宜的紡絲液，經濕法、干法或干濕法進行紡絲，再經水洗、牽伸、乾燥和熱定型即製成聚丙烯腈纖維。若將聚丙烯腈纖維直接加熱易熔化，不能保持其原來的纖維狀態。制備碳纖維時，首先要將聚丙烯腈纖維放在空氣中或其他氧化性氣氛中進行低溫熱處理，即預氧化處理。預氧化處理是纖維碳化的預備階段。一般將纖維在空氣下加熱至約270℃，保溫0.5h到3h，聚丙烯腈纖維的顏色由白色逐漸變成黃色、棕色，最後形成黑色的預氧化纖維。是聚丙烯腈線性高分子受熱氧化後，發生氧化、熱解、交聯、環化等一系列化學反應形成耐熱梯型高分子的結果。再將預氧化纖維在氮氣中進行高溫處理1600℃的碳化處理，則纖維進一步產生交聯環化、芳構化及縮聚等反應，並脫除氫、氮、氧原子，最後形成二維碳環平面網狀結構和層片粗糙平行的亂層石墨結構的碳纖維。