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聚丙烯腈纤维

/acrylic fiber/
最后更新 2023-03-21
浏览 217
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由聚丙烯腈或丙烯腈质量分数占85%以上的线型聚合物纺制的合成纤维。

英文名称
acrylic fiber
所属学科
化工

中国又称腈纶。如果聚合物中丙烯腈的质量分数占35%~85%,其他共聚单体占15%~65%,这种共聚物制成的纤维被称为改性聚丙烯腈纤维。

1942年,德国赫斯特公司和美国杜邦公司取得以二甲基甲酰胺为聚丙烯腈溶剂的专利。1950年,聚丙烯腈纤维才正式投入生产。最早的聚丙烯腈纤维是由纯聚丙烯腈制成,因染色困难,且弹性较差,仅作为工业用纤维。后来开发出丙烯腈与烯基化合物组成的二元或三元共聚物,改善了聚合物的可纺性和纤维的染色性。

聚丙烯腈纤维的生产主要是纺丝原液制备和原液纺丝。

包括丙烯腈的聚合、脱单、混合、脱泡、调温和过滤等工序。生产中丙烯腈的聚合大多采用溶液聚合制得聚丙烯腈,根据所用溶剂的不同,可以分为均相溶液聚合和非均相溶液聚合。聚丙烯腈制得纺丝原液主要包括一步法纺丝原液制备和二步法纺丝原液制备。①一步法纺丝原液制备,完成聚合、脱单后送来的原液浆液经管道混合器进入原液混合槽,使原液充分混合后,用齿轮泵送往真空脱泡塔,脱除原液中的气泡。脱除后的浆液送入多级混合罐,再次加入消光剂和荧光增白剂,然后经热交换器进行调温,再经过滤除杂质,以稳定的压力送往纺丝机。②二步法纺丝原液制备,水相沉淀聚合所得的聚丙烯腈呈细小颗粒状固体,首先需要将它溶解于某种有机或无机溶剂中,再经过混合、脱泡、过滤等工序,制成符合纺丝要求的原液。

聚丙烯腈在加热下既不软化也不熔融,在280~300℃下分解,故一般不能采用熔融纺丝,而采用溶液纺丝法。聚丙烯腈的溶液纺丝又可分为干法纺丝、湿法纺丝和干喷湿法纺丝。在湿法纺丝时,纺丝原液从浸于凝固浴中的喷丝板小孔喷出,通过双扩散作用最终使纤维成型。凝固浴通常为制备原液所用溶剂的水溶液。干法纺丝时,原液细流从喷丝板喷出后,进入纺丝甬道。热氮气或其他惰性气体从甬道顶部通入,与喷丝板喷出的原液细流并流下行,丝束中的溶剂不断蒸发而逐渐成型。干喷湿法纺丝,原液从喷丝板喷出后,穿过空气或者其他惰性气体层后进入凝固浴槽。丝条经过位于槽底部的导丝辊导丝,由导丝盘将其牵引出凝固浴。由于干喷湿法纺丝可进行高倍的喷丝头拉伸,因而进入凝固浴的丝条已有一定的取向度,脱溶剂化程度较高,在凝固浴中能较快地固化,使成型速度大幅度提高。干喷湿法纺丝成型速度可达200~400米/分钟,也有高达1500米/分钟。

聚丙烯腈纤维性能很像羊毛,故以人造羊毛著称。其主要特点是质量轻、保暖、染色鲜艳而牢固、防蛀、防霉、防日晒,广泛用于混纺或纯纺,制成哔叽、华达呢、长绒织物以及缩绒拉毛织物等。和其他合成纤维一样,聚丙烯腈纤维的吸湿性较低,因此常与吸湿性较好的棉、毛或黏胶纤维混纺。聚丙烯腈纤维可根据需要制成线密度为0.9~2.8分特的各种产品,既可制成粗硬的刚毛,也可制成柔细的绒毛,并可用提花织机仿制各种珍贵的兽皮,比天然兽皮轻便、耐用。聚丙烯腈纤维因蓬松、柔软、织物尺寸稳定性好等特点,适用于制作编织毛线。其压缩弹性好,手感舒适,很适合制作装饰植绒。因耐气候性和耐光性优良,可作为户外织物,经特殊处理后具有仿真丝和抗菌能力,特别适合做运动鞋垫和内裤等。

为了适应某些特殊用途的需要,可通过化学和物理改性的方法,制成具有特殊性能或功能的改性聚丙烯腈纤维,如1000℃的碳纤维,耐3000℃的石墨纤维、阻燃纤维、抗静电纤维及高收缩纤维等。

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