聚丙烯腈工艺装置设计

⑴ 聚丙烯腈基碳纤维热量衡算的工艺参数，毕业设计要写，跪求

聚丙烯腈基碳纤抄维热量衡算的工艺参数，毕业设计要写
碳纤维按原料来源可分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维、气相生长碳纤维；按性能可分为通用型、高强型、中模高强型、高模型和超高模型碳纤维；按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；按力学性能分为通用型和高性能型。
聚丙烯腈基碳纤维指的是合成纤维, 就是PAN基碳纤维布 聚丙烯腈或丙烯腈含量大于85%（质量百分比）的丙烯腈共聚物制成的合成纤维。常用的第二单体为非离子型单体，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等

⑵ 高岭土-聚丙烯腈插层复合物的制备

一、实验主要原料

高岭石：化学纯，由上海五四化学试剂厂生产，平均粒度1.32μm。二甲亚砜，分析纯。丙烯腈，化学纯。无水乙酸铵，分析纯。

二、高岭石-聚丙烯腈的制备

工艺流程可分为三个步骤：首先，制备高岭土-二甲亚砜插层复合物（高岭土-DMSO）；其次，制备高岭土-乙酸铵插层复合物；然后，制备高岭土-聚丙烯腈插层复合物。

1）高岭土-二甲亚砜插层复合物（高岭土-DMSO）的制备：将10g高岭土悬浮于100ml DMSO液体中，于80℃的水浴中，恒温搅拌3d，抽滤，将固体于50℃以下烘干。

2）高岭土与乙酸铵插层复合物（高岭土-乙酸铵）的制备：将7.0g高岭土-DMSO浸泡在250ml60%的乙酸铵水溶液中，于60℃的水浴中恒温搅拌12h，过滤分离，固体物质于40℃左右干燥。

3）高岭土与聚丙烯腈插层复合物（高岭土-PAN）的制备：取4g高岭土-乙酸铵，浸泡在50ml丙烯腈中，加入0.4g过氧化苯甲酰作为引发剂，于常温、避光下搅拌1d，静置，除去上层清液后，于50℃下聚合1d，在50℃下干燥。

三、结果与讨论^［3］

1.高岭土-DMSO插层复合物的形成

图5-9为纯高岭石和相应插层复合物的XRD图谱，从图谱中可以看到，纯高岭石的d₀₀₁值为0.717nm（图5-9A），当插入二甲亚砜（DMSO）后，d₀₀₁值由0.717nm增加到1.157nm（图5-9B），层间距增大了0.440nm。

高岭石的内羟基位于硅氧四面体和铝氧八面体之间，其峰值位于3620.5cm^-1。由于内羟基不可能与插入的客体分子接触，因此，内羟基的伸缩振动带不会由于插入反应而发生变化（图5-10A，B），而位于高岭石层间表面的外羟基则十分容易受到插入分子的影响。纯高岭石的外羟基伸缩振动峰位于3695.4cm^-1，它与内羟基的伸缩振动峰（3620.5cm^-1）的相对强度是3695.4cm^-1峰强大于3620.5cm^-1的峰强，而插入DMSO后，这2个峰的相对强度颠倒过来，即3620.5cm^-1的峰强大于3695.4cm^-1的峰强（图5-10A，B），插入DMSO后新产生的3661.1cm^-1峰，也是与外羟基的振动有关。在低频处生成3541.8cm^-1和3504.3cm^-1的2个新峰，表明DMSO与高岭石外羟基存在着相互作用。此外，高岭石的IR谱指纹区的915.6cm^-1吸收峰属于Al-OH的弯曲振动峰，当插入DMSO后，该峰向低频方向移动至908.5cm^-1。所有这些证据都表明，插入的DMSO与高岭石层间表面羟基形成了氢键，这种氢键的形成有利于DMSO插入到高岭石层间。从图5-9B可以得到插入高岭石层间的DMSO的量相对较多（可以通过对比d₀₀₁为1.157nm和0.717nm的2个峰的相对强度得到），但在相应的IR谱上却没有DMSO分子的S＝O振动吸收峰1070cm^-1，这可能是由于高岭石在1038cm^-1，1015cm^-1处的强Si-O键振动吸收峰将其掩盖了。

图5-9 纯高岭石和相应插层复合物的XRD图谱

A—高岭土；B—高岭土-DMSO；C—高岭土-乙酸铵；D—高岭土-PAN

图5-10 纯高岭石和相应插层复合物的红外光谱图

A—纯高岭石；B—高岭石-DMSO；C—高岭石-乙酸铵；D—高岭石-PAN

2.高岭土-乙酸铵插层复合物的形成

丙烯腈单体并不能直接取代高岭石中的DMSO而插入到高岭土层间。为了使丙烯腈单体插入到高岭石层间，制备了高岭土-乙酸铵插层复合物，作为中间产物。图5-9C和图5-10C是高岭土-乙酸铵的XRD谱和IR谱，从图5-9C可以看出，乙酸铵已经插入到高岭石层间，将高岭土-DMSO复合物中的DMSO置换出来，高岭土的d₀₀₁值增加至1.439nm，在高岭土-DMSO的基础上又增加了近0.3个nm，这样，就更有利于丙烯腈插入高岭石层间，在图5-10C中，1654.0cm^-1和1449.9cm^-1的两个峰是-COO的振动吸收峰，因此，可以认为乙酸铵已经插入到高岭石层间。

3.高岭土-聚丙烯腈复合材料的形成

图5-9D和图5-10D是高岭土-PAN的XRD谱和IR谱，与图5-9C和图5-10C相比，均发生了较大的变化，在高岭土-PAN的IR谱中，-COO的特征吸收峰消失了，与高岭石的IR谱比较，外羟基与内羟基峰的相对强弱顺序发生了变化。此外，羟基吸收峰的强度相对减小，而峰的宽度则相对增加，这些均说明高岭石层间插入聚合物后，其有序度下降。从高岭土-PAN的XRD峰的半宽度均有较大程度的增加，也可以说明高岭石的结晶化程度下降。

⑶ 聚丙烯腈的工业合成

聚丙烯腈碳纤维是以聚丙烯腈纤维为原料制成的碳纤维，主要作复合材料用增强体。无论均聚或共聚的聚丙烯腈纤维都能制备出碳纤维。为了制造出高性能碳纤维并提高生产率，工业上常采用共聚聚丙烯腈纤维为原料。对原料的要求是：杂质、缺陷少；细度均匀，并越细越好；强度高，毛丝少；纤维中链状分子沿纤维轴取向度越高越好，通常大于80%；热转化性能好。
生产中制取聚丙烯腈纤维的过程是：先由丙烯腈和其他少量第二、第三单体(丙烯酸甲醋、甲叉丁二脂等)共聚生成共聚聚丙烯腈树脂(分子量高于6～8万)，然后树脂经溶剂(硫氰酸钠、二甲基亚矾、硝酸和氯化锌等)溶解，形成粘度适宜的纺丝液，经湿法、干法或干-湿法进行纺丝，再经水洗、牵伸、干燥和热定型即制成聚丙烯腈纤维。若将聚丙烯腈纤维直接加热易熔化，不能保持其原来的纤维状态。因此，制备碳纤维时，首先要将聚丙烯腈纤维放在空气中或其他氧化性气氛中进行低温热处理，即预氧化处理[6]。预氧化处理是纤维碳化的预备阶段。一般将纤维在空气下加热至约270℃，保温0.5h～3h，聚丙烯腈纤维的颜色由白色逐渐变成黄色、棕色，最后形成黑色的预氧化纤维。这是聚丙烯腈线性高分子受热氧化后，发生氧化、热解、交联、环化等一系列化学反应形成耐热梯型高分子的结果。再将预氧化纤维在氮气中进行高温处理(l600℃)，即碳化处理，则纤维进一步产生交联环化、芳构化及缩聚等反应，并脱除氢、氮、氧原子，最后形成二维碳环平面网状结构和层片粗糙平行的乱层石墨结构的碳纤维。由PAN原丝制备碳纤维的工艺流程如下：PAN原丝→预氧化→碳化→石墨化→表面处理→卷取→碳纤维

⑷ 聚丙烯腈的简介

聚丙烯腈
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。

⑸ 聚丙烯腈是什么

聚丙烯腈纤维
聚丙烯腈纤维是丙烯腈与第二第三单体的共聚纤维。丙烯腈含量占85％以上，称为第一单体，纯净的聚丙烯腈结构紧密，性脆硬，
染色性很差。第二单体通常用含有酯基的化合物，如丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯飞醋酸乙烯酯等，第二单体加入后，大分子排列的
规整性变差，分子间作用力减弱，从而使纤维在微观结构上趋子疏松，纤维的柔软性提高，弹性和手感改善，并有利于染料分子的引
入，改善纤维染色性。第二单体含量约占5％～9％，其含量的多少除了影响纤维的染色性外，对其它性能也有显著影响。其它条件不
变时，随着第二单体含量的增加，由于丙烯酸甲酯的玻璃化温度降低，纤维的耐热变色稳定性下降，即受热后纤维易发黄，并使纤维
的热蠕变量增加，热收缩变形性提高，初始模量降低，纤维受热后容易产生变形，但由于大分子链段的柔曲性提高，成品纤维表现出
较好的弹性回复能力。
加入第三单体，是为了向纤维中引入一定数量的亲染料基团，以改善染色性能。第三单体含量很低，一般为1％左右。第二、第三单体
的引入，一般都将降低纤维的软化点及其湿热性能，但第二、第三单体品种不同，纤维质量差异很大。聚丙烯腈纤维截面随纺丝方法
的不同而异，湿法纺丝的纤维截面基本呈圆形，干纺的则为花生果形，纤维表面较粗糙，似树皮状，在光学或电子显微镜中能看到原纤
结构，并存在微小的孔洞。孔洞的大小和多少影响纤维的机械和染色性能。
聚内烯腈大分子呈不很规则的螺旋形构象，不具有真正的结晶结构，因此没有严格的结晶区与无定形区，只有高序区和低序区之
分，聚丙烯腈纤维的这一结构特性，对纤维的物理机械性能有很大影响，例如腈纶纤维的热弹性就是腈纶结构的反映，利用热弹性加工
膨体纱。腈纶纤维性质近似羊毛，故有合成羊毛之称。腈纶生产：以短纤维为主，可以纯纺，也可以与羊毛或其它纤维混纺，制成毛型
织物。粗纤度的腈纶可以加工成毛毯或人造毛皮，大量的长丝束经牵切后加工膨体纱为针织原料，膨体织物手感柔软、膨松性好，起毛
起球现象比涤纶和锦纶少。
聚丙烯腈纤维吸湿较低，标准条件下的回潮率为1.2％一2.0%，不同品种的回潮率略有差异。聚丙烯腈纤维的干态与湿态回朝率比
较接近，因此干湿状态下的拉伸性能差异较少，但由于吸湿低，加工时易积累静电，穿着时易沾污。
聚丙烯腈纤维在引入第二、第三单体后，染色性能有所改善。由于第三单体使纤维带上了酸性或碱性基团，因而能采用阳离子染料
或酸性染料染色，由于聚丙烯腈纤维的染色温度超过玻璃化温度时，染料在纤维上的上染速率提高之迅速远超过一般的合成纤维，因此
染色时的工艺条件必须严格控制，例如腈纶的超分子结构差异或染色加工控制不当时，常使腈纶织物产生色差和色花。
聚丙烯腈均聚物由于结构上的特点，在室温以上具有两个玻璃化温度，即80-100℃系低序区的玻璃化温度；0～150℃为中序区的
玻璃化温度，在327℃时还有一个热转变点，通常认为是高序区的"熔点"。由于共聚组分的加入，两个玻璃化温度靠拢或消失，仅存一
个玻璃化温度为75-100℃左右。
聚丙烯腈长丝在空气中以220℃处理20-50h进行预氧化，再在惰性气体中以1090～1500℃碳化或2500-3000℃以上石墨化，可
制造碳纤维或石墨纤维。碳纤维可做增强塑料、宇航或其它用途，制造钓鱼杆、高尔夫球棒飞网球拍飞滑雪板、汽车零件、飞机，零件
等。碳纤维具有高强度、高模量飞低伸长飞耐高温等特点。
聚丙烯腈分子中含有氰基，耐日光与耐气候性特别好，腈纶经日晒1000小时，强度损失不超过20％，因此腈纶织物适宜制作户外
用品。腈纶纤维强度1.76-3.08cN／dtcx，断裂伸长为25％一46％，湿强为干强的85％～95％，腈纶初始模量低于涤纶而高于锦纶
，一般为35.2～61.6cN／dex，伸长弹性优于人造纤维与棉、麻，比羊毛差，多次拉伸的剩余伸长率较大，因此，腈纶针织物的袖口、
领口等容易变形。
腈纶对化学药品的稳定性是良好的，但不同品种之间有差异。

⑹ 广东聚丙烯腈纤维哪家最好谁知道

问价格还是质量？其实差别不会很大，如果是要找长期合作的生产原料，最好去工厂看看，原料和工艺是影响价格和质量的最根本元素，如果要的不多。那去市面随便找家店买就行，差别不会多大的，店里一般都是买热销的

⑺ 聚丙烯腈纤维的生产历程

早在100多年前人们就已制得聚丙烯腈但因没有合适的溶剂，未能制成纤回维。1942年，德国人答H.莱因与美国人G.H.莱瑟姆几乎同时发现了二甲基甲酰胺溶剂，并成功地得到了聚丙烯腈纤维。1950年，美国杜邦公司首先进行工业生产。以后,又发现了多种溶剂形成了多种生产工艺。1954年，联邦德国法本拜耳公司用丙烯酸甲酯与丙烯腈的共聚物制得纤维，改进了纤维性能，提高了实用性，促进了聚丙烯腈纤维的发展。1984年，聚丙烯腈纤维的世界产量为2.4Mt。
生产工艺
聚合 → 纺丝 → 预热 → 蒸汽牵伸 → 水洗 → 烘干 → 热定形 → 卷曲 → 切断 → 打包。

⑻ 聚丙烯腈(PAN)基活性炭纤维生产工艺

作为粉状、粒状之后第三种形态活性炭(AC)的活性炭纤维(ACF)，其开发生产已近三十多年。三十年来，这一材料在前驱体的扩大、生产技术的改进、应用面的推广等不同方面在国内外都有很大的发展。根据相关资料介绍，美国地区1998年的时候ACF的售价竟然高达220美元左右，大约合人民币1800元。日本当时可谓是ACF的生产大国，但与其它形态的活性炭(AC)相比，其生产和需要量可说是微乎其微例如日本目前粉状和粒状AC每年需要量约为10万吨，而ACF 的量仅为300吨左右。在1994年的时候曾报导其主要厂家的生产能力就已达700吨/年。1998年左右期间，日本AC的市场售价粉末状每公斤450-500日元，粒状为450-650日元，ACF则随原料、质量和形态(毡、垫、布、纤维等)的不同，价格各异，其平均值大致为每公斤3000-8000日元口 (约合人民币200-550元)。尽管日本当时制造ACF的公司不超过10家，但利用ACF的后续产品厂家(如溶剂回收、净化器、空气净化器等厂家)估计在200家以上。日本的ACF已成熟地应用于不同规模的溶剂回收装置中，是ACF的主要工业制品用户。其实，活性炭纤维(activated carbon fiber，ACF)亦称纤维状活性炭，是性能优于活性炭的一种多孔性纤维吸附材料和环保工程材料，其超过50%的碳原子位于内、外表面，构筑成独特的吸附结构，被称为表面性固体。它还具有强度较高、耐高温、不宜粉化、加工成型性好等特点，可制成毡、布、纸等不同的性状，以及耐酸和碱腐蚀、可再生、对环境友好的特性。这些结构特性使活性炭纤维具有广谱的吸附性能、大的吸附容量和更快的吸附和脱附速度，使得其一问世就得到人们的广泛关注和深入研究。

⑼ 一步法生产聚丙烯腈工艺中，温度对产物分子量有何影响

生产中制取聚丙烯抄腈纤维的过程是袭：先由丙烯腈和其他少量第二、第三单体（丙烯酸甲醋、甲叉丁二脂等）共聚生成共聚聚丙烯腈树脂（分子量高于6到8万），然后树脂经溶剂（硫氰酸钠、二甲基亚矾、硝酸和氯化锌等）溶解，形成粘度适宜的纺丝液，经湿法、干法或干湿法进行纺丝，再经水洗、牵伸、干燥和热定型即制成聚丙烯腈纤维。若将聚丙烯腈纤维直接加热易熔化，不能保持其原来的纤维状态。制备碳纤维时，首先要将聚丙烯腈纤维放在空气中或其他氧化性气氛中进行低温热处理，即预氧化处理。预氧化处理是纤维碳化的预备阶段。一般将纤维在空气下加热至约270℃，保温0.5h到3h，聚丙烯腈纤维的颜色由白色逐渐变成黄色、棕色，最后形成黑色的预氧化纤维。是聚丙烯腈线性高分子受热氧化后，发生氧化、热解、交联、环化等一系列化学反应形成耐热梯型高分子的结果。再将预氧化纤维在氮气中进行高温处理1600℃的碳化处理，则纤维进一步产生交联环化、芳构化及缩聚等反应，并脱除氢、氮、氧原子，最后形成二维碳环平面网状结构和层片粗糙平行的乱层石墨结构的碳纤维。