聚丙烯腈性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
聚丙烯腈系由丙烯腈、丙烯酸甲酯、依康酸等共聚而成的丙烯腈的聚合物。它是腈論(俗稱人造羊毛) 的原料?；瘜W(xué)式[CH2＝CH-CN]n，結(jié)構(gòu)平均分子量為2.5×104～8×104。常溫下為白色粉末，比重1.14～1.16。軟化點(diǎn)為267℃，分解溫度為230℃。幾乎不溶于水、脂肪、弱酸、弱堿、一般溶劑，也不溶于唾液、胃液等體液。但可溶于二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、環(huán)丁砜等極性有機(jī)溶劑及無(wú)機(jī)鹽(硫氰酸鹽NaSCN、過(guò)氯酸鹽、氯化鋅ZnCl2等)的濃水溶液及硝酸中，適于成纖維的聚丙烯腈其分子量在205萬(wàn)～208萬(wàn)之間，在230℃軟化并分解。聚丙烯腈屬低毒類聚合物。大鼠一次經(jīng)口染毒劑量為2，000～3，000mg/kg，一次吸入濃度為2，500～25，00mg/m3時(shí)，均未引起中毒。有蓄積性。聚丙烯腈纖維較粗，硬而脆易折斷，近似玻璃纖維，能對(duì)皮膚粘膜產(chǎn)生機(jī)械刺激，故接觸聚丙烯腈纖維的紡紗工人，可發(fā)生皮膚瘙癢和皮疹，皮膚斑貼試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)化學(xué)刺激和致敏作用。預(yù)防措施：改革工藝減少低聚物粉塵產(chǎn)生，密閉、抽出式通風(fēng)，加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)。供應(yīng)含碘和含維生素C豐富的食物。
聚丙烯腈纖維中國(guó)稱“腈綸”，是合成纖維主要品種之一。由聚丙烯腈或含少量其他單體的丙烯腈共聚物紡制而成的纖維。長(zhǎng)纖維像蠶絲，短纖維像羊毛(俗稱人造羊毛)。纖維強(qiáng)度2.2～2.6g/d，伸長(zhǎng)率20%～28%，吸濕率小(約0.9%)。質(zhì)地柔軟、輕盈、保暖，極似羊毛，多數(shù)用于和羊毛混紡或作羊毛代用品，故有“合成羊毛”之稱。它的耐候性和耐日曬性好，在室外放置18個(gè)月后還能保持原有強(qiáng)度的77%;耐化學(xué)試劑(如無(wú)機(jī)酸、有機(jī)溶劑、漂白粉、過(guò)氧化氫等)，但對(duì)堿不穩(wěn)定。 1950年美國(guó)杜邦公司首先投入工業(yè)生產(chǎn)。因原料價(jià)廉、工藝簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良，產(chǎn)量增長(zhǎng)很快，在世界合成纖維中僅次于滌綸和錦綸。為改善其染色性、回彈性、溶解性，通常在腈綸中加入少量(<15%)第二、第三單體。第二單體主要是丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯等;第三單體有甲叉丁二酸、丙烯磺酸鈉等。腈綸的保暖性比羊毛高15%，強(qiáng)度比羊毛高1～2. 5倍(僅次于滌綸、錦綸)。彈性模量大，保型性好，耐日光性為合成纖維之冠;耐熱性僅次于滌綸，不霉不爛、不怕蟲蛀。但耐磨性和耐疲勞性欠佳。
腈綸主要應(yīng)用于紡織業(yè)。世界產(chǎn)量的99%為短纖維，其中以毛型為主，主要與羊毛、其他合成纖維以及粘膠纖維混紡，用以制膨體腈綸紗、混紡毛線、腈粘花呢、粘錦腈花呢、腈綸人造毛皮、腈綸長(zhǎng)毛絨、腈綸駝絨等。純紡腈綸也可制各種針織品，如運(yùn)動(dòng)服、薄型衣料。其中長(zhǎng)纖維與滌綸、粘膠混紡可制紡毛產(chǎn)品，如隱條呢、平紋呢等。除衣著外，腈綸也用于做帳篷、幕布、窗簾、地毯、炮衣等。腈綸長(zhǎng)絲可作碳纖維和石墨纖維的原料，以供制造人造衛(wèi)星或?qū)椡鈿び玫臒g復(fù)合材料。
以上信息由Chemicalbook的彤彤編輯整理。
工業(yè)生產(chǎn)聚丙烯腈的方法主要有懸浮聚合(參見(jiàn)“聚氯乙烯”)、溶液聚合(將單體和引發(fā)劑溶于適當(dāng)溶劑中的聚合反應(yīng))。丙烯腈溶于二甲基甲酰胺中，用偶氮異丁腈或偶氮異庚腈做引發(fā)劑，在50～60℃聚合，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)90%時(shí)，回收未反應(yīng)的單體，過(guò)濾溶液，配成一定濃度，可供紡絲。此外，還可在水溶液中進(jìn)行沉淀聚合，以水溶性過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑引發(fā)聚合，生成的聚合物不斷從水中析出，過(guò)濾后得到粉末狀的聚丙烯腈。
聚丙烯腈也是一種強(qiáng)度高、彈性好、耐油、耐酸堿的材料。其單體雖是一種有毒的原料，但聚合后聚丙烯腈毒性低微。從合成纖維布片在狗的腹腔內(nèi)埋植的情況看(以材料與腸粘膜是否產(chǎn)生粘連作判據(jù))，聚丙烯腈優(yōu)于聚酰胺(尼龍)，不如聚四氯乙烯及聚酯。當(dāng)其和血液接觸時(shí)，對(duì)血液有形成分破壞較少;同時(shí)易于消毒滅菌，可用高壓蒸氣，環(huán)氧乙烷或γ射線進(jìn)行消毒滅菌。
聚丙烯腈纖維制成的人工血管已廣泛用于臨床。近年，開發(fā)了丙烯腈與陽(yáng)離子單體共聚物，共聚物紡絲后，再與肝素形成離子復(fù)和物，此種纖維具有直接的抗凝血性能。丙烯腈與甲基丙烯磺酸鈉共聚物制成的膜具有良好的通透性能，用這種膜制成集成式平板型人工腎，由于對(duì)中分子量尿毒素清除率高而廣泛用于臨床。此外也已制成聚丙烯腈空心纖維型人工腎。
聚丙烯腈在200℃、400℃、600℃下進(jìn)行處理可使其成環(huán)：
若在惰性氣體保護(hù)下，于1500℃高溫?zé)岱纸馓幚?，則可在其表面形成一種特殊的六角形蜂窩狀結(jié)構(gòu)。這種特殊的碳化結(jié)構(gòu)具有良好的抗凝血性能。若進(jìn)而進(jìn)行活化處理，則可以制備高吸附性能的活性炭材料。這種人工材料在人工器官中的應(yīng)用前景是極其廣泛的。
參考資料：中國(guó)醫(yī)學(xué)百科全書編輯委員會(huì) 編;羅致誠(chéng) 主編.中國(guó)醫(yī)學(xué)百科全書·二十六。
用途
可做盤根填料，紡織后做防火服和加工碳纖維
用途
用于純紡或與羊毛及其他化學(xué)纖維混紡制紡織、針織品
類別
有毒物品
毒性分級(jí)
高毒
急性毒性
吸入-小鼠 LC50: 10 克/立方米/30分
可燃性危險(xiǎn)特性
可燃; 加熱分解釋放有毒氮氧化物和氰化物煙霧
儲(chǔ)運(yùn)特性
庫(kù)房通風(fēng)低溫干燥
滅火劑
干粉、泡沫、砂土、二氧化碳, 霧狀水
聚丙烯腈
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品