锦纶是合成纤维nylon的中国名称,翻译名称又叫“耐纶”、“尼龙”,学名为polyamide fibre,即聚酰胺纤维。由于锦州化纤厂是我国首家合成polyamide fibre的工厂,因此把它定名为“锦纶”。 它是世界上最早的合成纤维品种,由于性能优良,原料资源丰富,一直被广泛使用。
锦纶耐磨性居所有纤维之首
锦纶的性能:
强力、耐磨性好,居所有纤维之首。它的耐磨性是棉纤维的10倍,是干态粘胶纤维的10倍,是湿态纤维的140倍。因此,其耐用性极佳。锦纶织物的弹性及弹性恢复性极好,但小外力下易变形,故其织物在穿用过程中易变皱折。缺点是通风透气性差,易产生静电。
锦纶织物的吸湿性在合成纤维织物中属较好品种,因此用锦纶制作的服装比涤纶服装穿着舒适些。有良好的耐蛀、耐腐蚀性能。
耐热耐光性都不够好,熨烫温度应控制在140℃以下。在穿着使用过程中须注意洗涤、保养的条件,以免损伤织物。锦纶织物属轻型织物,在合成纤维织物中仅列于丙纶、腈纶织物之后,因此,适合制作登山服、冬季服装等。
锦纶的大类品种:
锦纶纤维面料可分为纯纺、混纺和交织物三大类,每一大类中包含许多品种。
1、锦纶纯纺织物:以锦纶丝为原料织成的各种织物,如锦纶塔夫绸、锦纶绉等。因用锦纶长丝织成,故有手感滑爽、坚牢耐用、价格适中的特点,也存在织物易皱且不易恢复的缺点。锦纶塔夫绸多用于做轻便服装、羽绒服或雨衣布,而锦纶绉则适合做夏季衣裙、春秋两用衫等。
2、锦纶混纺及交织物:采用锦纶长丝或短纤维与其它纤维进行混纺或交织而获得的织物,兼具每种纤维的特点和长处。如粘/锦华达呢,采用15%的锦纶与85%的粘胶混纺成纱制得,具有经密比纬密大一倍,呢身质地厚实,坚韧耐穿的特点,缺点是弹性差,易折皱,湿强下降,穿时易下垂。此外,还有粘/锦凡立丁、粘/锦/毛花呢等品种,都是一些常用面料。
涤纶的定义:
涤纶是合成纤维中的一个重要品种,是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),经纺丝和后处理制成的纤维。
涤纶产品展示
涤纶的性能:强度高。短纤维强度为26~57cN/dtex,高强力纤维为56~80cN/dtex。由于吸湿性较低,它的湿态强度与干态强度基本相同。耐冲击强度比锦纶高4倍,比粘胶纤维高20倍。弹性好,弹性接近羊毛,当伸长5%~6%时,几乎可以完全恢复。耐皱性超过其他纤维,即织物不折皱,尺寸稳定性好。弹性模数为22~141cN/dtex,比锦纶高2~3倍。
吸水性好、耐磨性好,耐磨性仅次于耐磨性最好的锦纶,比其他天然纤维和合成纤维都好。耐光性好,耐光性仅次于腈纶。耐腐蚀,可耐漂白剂、氧化剂、烃类、酮类、石油产品及无机酸。耐稀碱,不怕霉,但热碱可使其分解,染色性较差。
涤纶织物吸湿性较差,穿着有闷热感,同时易带静电、沾污灰尘,影响美观和舒适性。不过洗后极易干燥,且湿强几乎不下降,不变形,有良好的洗可穿性能。
涤纶是合纤织物中耐热性最好的面料,熔点在260℃,熨烫温度可在180℃。具有热塑性,可制做百褶裙,褶裥持久。同时,涤纶织物的抗熔性较差,遇着烟灰、火星等易形成孔洞。因此,穿着时应尽量避免烟头、火花等的接触。
涤纶织物的耐光性较好,除比腈纶差外,其耐晒能力胜过天然纤维织物。尤其是在玻璃后面的耐晒能力很好,几乎与腈纶不相上下,涤纶织物耐各种化学品性能良好。酸、碱对其破坏程度都不大,同时不怕霉菌,不怕虫蛀。涤纶织物抗皱性和保形性很好,因此,适合做外套服装。
涤纶的大类品种:
涤纶的大类品种有短纤维、拉伸丝、变形丝、装饰用长丝、工业用长丝以及各种差别化纤维。
涤纶短纤维的品种:
按物理性能区分:高强低伸型、中强中伸型、低强中伸型、高模量型、高强高模量型。按后加工要求区分:棉型、毛型、麻型、丝型按用途区分:服装用、絮棉用、装饰用、工业用。按功能区分:阳离子可染、吸湿、阻燃、有色、抗起球、抗静电按纤维截面区分:异型丝、中空丝。
涤纶的特性:
涤纶纤维面料的种类较多,除织制纯涤纶织品外,还有许多和各种纺织纤维混纺或交织的产品,弥补了纯涤纶织物的不足,发挥出更好的服用性能。目前,涤纶织物正向着仿毛、仿丝、仿麻、仿鹿皮等合成纤维天然化的方向发展。
1、涤纶仿真丝织物:由圆形、异形截面的涤纶长丝或短纤维纱线织成的具有真丝外观风格的涤纶面料,具有价格低廉、抗皱免烫等优点,颇受消费者欢迎。常见品种有:涤丝绸、涤丝绉、涤丝缎、涤纶乔其纱、涤纶交织绸等。这些品种具有丝绸织物的飘逸悬垂、滑爽、柔软、赏心悦目,同时,又兼具涤纶面料的挺括、耐磨、易洗、免烫,美中不足的是这类织物吸湿透气性差,穿着不太凉爽,为了克服这一缺点,现已有更多的新型涤纶面料问世,如高吸湿涤纶面料便是其中的一种。
2、涤纶仿毛织物:由涤纶长丝如涤纶加弹丝、涤纶网络丝或各种异形截面涤纶丝为原料,或用中长型涤纶短纤维与中长型粘胶或中长型腈纶混纺成纱后织成的具有呢绒风格的织物,分别称为精纺仿毛织物和中长仿毛织物,其价格低于同类毛织物产品。既具有呢绒的手感丰满膨松、弹性好的特性,又具备涤纶坚牢耐用、易洗快干、平整挺括、不易变形、不易起毛、起球等特点。常见品种有:涤弹哔叽、涤弹华达呢、涤弹条花呢、涤纶网络丝纺毛织物、涤粘中长花呢、涤腈隐条呢等。
3、涤纶仿麻织物:是目前国际服装市场受欢迎的衣料之一,采用涤纶或涤/粘强捻纱织成平纹或凸条组织织物,具有麻织物的干爽手感和外观风格。如薄型的仿麻摩力克,不仅外观粗犷、手感干爽,且穿着舒适、凉爽,因此,很适宜夏季衬衫、裙衣的制作。
4、涤纶仿鹿皮织物:是新型涤纶面料之一,以细旦或超细旦涤纶纤维为原料,经特殊整理加工在织物基布上形成细密短绒毛的涤纶绒面织物,称为仿鹿皮织物,一般以非织造布、机织布、针织布为基布。具有质地柔软、绒毛细密丰满有弹性、手感丰润、坚牢耐用的风格特征,36578小本创业网,开启我的财富人生。常见的有人造高级鹿皮、人造优质鹿皮和人造普通鹿皮三种。适合做女衣、高级礼服、茄克衫、西服上装等
腈纶的定义:
腈纶是我国聚丙烯腈纤维的名称。美国杜邦公司称为Orlon,音译名为奥纶。这种纤维质轻、保暖、手感柔软,有“合成羊毛”的美称。
腈纶色织花式纱服装面料
腈纶的性能:
腈纶有合成羊毛之美称,其弹性及蓬松度类似天然羊毛。因此,其织物保暖性也不在羊毛织物之下,甚至比同类羊毛织物高15%左右。腈纶织物染色鲜艳,耐光性属各种纤维织物之首。但其耐磨性却是各种合成纤维织物中最差的。因此,腈纶织物适合做户外服装、泳装及儿童服装。
腈纶织物吸湿性较差,容易沾污,穿着有闷气感,但其尺寸稳定性能较好。腈纶织物有较好耐热性,居合纤第二位,且耐酸、氧化剂和有机溶剂,对碱的作用相对较敏感。腈纶织物在合纤织物中属较轻的织物,仅次于丙纶,因此它是好的轻便服装衣料,如登山服、冬季保暖服装等。
腈纶的品种:
1、腈纶纯纺织物:采用100%的腈纶纤维制成。如用100%毛型腈纶纤维加工的精纺腈纶女式呢,具有松结构特征,其色泽艳丽,手感柔软有弹性,质地不松不烂,适合制作中低档女用服装。而采用100%的腈纶膨体纱为原料,可制得平纹或斜纹组织的腈纶膨体大衣呢,具有手感丰满,保暖轻松的毛型织物特征,适合制作春秋冬季大衣、便服等。
2、腈纶混纺织物:指以毛型或中长型腈纶与粘胶或涤纶混纺的织物。包括腈/粘华达呢、腈/粘女式呢、腈/涤花呢等。腈/粘华达呢,又称东方呢,以腈、粘各占50%的比例混纺而成,具有呢身厚实紧密,结实耐用,呢面光滑、柔软、似毛华达呢的风格,但弹性较差,易起皱,适合制作低廉的裤子。腈/粘女式呢是以85%的腈纶和15%的粘胶混纺而成,多以绉组织织造,呢面微起毛,色泽鲜艳,呢身轻薄,耐用性好,回弹力差,适宜做外衣。腈/涤花呢是以腈、涤各占40%和60%混纺而成,因多以平纹、斜纹组织加工,故具有外观平挺,坚牢免烫的特点,其缺点是舒适性较差,因此多用作外衣、西服套装等中档服装的制作。
腈纶的特性:
细旦腈纶纤维是利用高科技手段制成的微孔喷丝板纺制而成的。细旦腈纶纤维可纺成高支纱,制得的纺织品手感平滑、柔软、细腻,色泽柔和,同时具有织物精致、轻薄、柔滑,悬垂性好以及抗起球等优良特性,是仿羊绒、仿丝绸的主要原料之一,符合当今世界服饰的新潮流。
仿羊绒腈纶有短纤维和毛条二种。它具有天然羊绒那种平滑、柔软而富有弹性的手感,保暖、透气性能良好,同时具有腈纶优良的染色性能,使腈纶羊绒产品更加鲜艳美观,细腻滑爽,适合于轻薄型服饰,价廉物美。
聚丙烯腈纤维的在线染色方法主要有原液着色和凝胶染色二种。其中凝胶染色纤维是在腈纶湿法纺丝过程中,对尚处于凝胶状态的初生纤维进行染色,所用染料以阳离子染料为主。凝胶染色纤维作为一种量大面广的产品,和传统的印染工艺相比,具有染料省、流程及染色时间短、能耗小、劳动强度低等优点。
异形纤维是利用异形喷丝孔,改变工艺条件而制成。纤维风格独特,仿真效果佳,产品档次提高。截面形状为扁平形的异形腈纶纤维简称扁平腈纶,扁平腈纶类似于动物毛发,在光泽、弹性、抗起球性、蓬松性以及手感等方面都具有特色,能起到仿真兽皮的独特效果。
抗菌导湿腈纶纤维是采用高科技的Chitosante活化剂制成,制成的织物具有抗菌、防霉、除臭、护肤、吸湿、柔软、抗静电、丰满、抗皱等机能。由于Chitosante藉由吸附、渗透、固着、链结等作用,与纤维永久性结合,无须树脂接着,且耐水洗性极佳。经测试,网络数字也疯狂 医疗广告跑马圈地进行时,强力水洗50次后,织物仍能保持优良的抗菌能力。没有污染环境和污染人体的副作用,创造了一种天然、清新、洁净、卫生、健康和舒适的机能性衣着效果,东莞市奥博节能科技公司,值得信赖的合作伙伴,是一种兼具多种功能的新一代腈纶产品。
抗静电腈纶纤维可改善纤维的导电性能,有利于纺织后加工,抗静电纤维可改善织物的起球、沾污、粘附皮肤现象。对人体无不良副作用。
纤维分类:
天然纤维:植物纤维:棉、麻
动物纤维:蚕丝、毛
人造纤维(再生):粘胶、大豆纤维、玻璃纤维、金属纤维
合成纤维:涤、锦、腈、维、丙、氨、氯(纶)
纱的分类:
纯纺:纯棉纱:普梳/半精/精梳(均匀度高、强度高、易上色)
化纤纱:涤、腈、粘胶、氯纶纱
织物的分类:
机织物: 指用经纱和纬纱以有梭或无梭织机加工而成的织物。其布面有经、纬向之分。
针织物: 指采用一根或一组纱线为原料,以纬编机或经编机加工形成线圈串套而成的织物。
非织造织物: 指不经传统的纺纱、织造工艺过程,由纤维层直接构成的纺织品(包括由线纱层构成的缝编非织造织物)。
莫代尔 (Modal) 是奥地利兰精 (Lenzing) 公司开发的高湿模量粘胶纤维的纤维素再生纤维,该纤维的原料采用欧洲的榉木,先将其制成木浆,再通过专门的纺丝工艺加工成纤维。该产品原料全部为天然材料,对人体无害,并能够自然分解,对环境无害。纤维的整个生产过程中也没有任何污染。 莫代尔适于织造轻薄织物
1分子量的高低对腈纶丝的影响如下所示。
2是腈纶工业的巨头,原丝制备技术是源于腈纶工业的。近些年,由于其他化纤的竞争,腈纶市场逐年萎缩,而PAN基碳纤维正处于蓬勃发展的态势。今后十年,随着风电叶片、压力容器、汽车轨交、太阳能等工业应用的发展,必将引起一轮低成本碳纤维工业革命。从目前国际碳纤维技术看,“提束提速”是降低成本的有效途径,其中提束的思路,就会让原丝的生产接近于腈纶工业。国际上,卓尔泰克利用腈纶装置制造原丝,已经形成了成功的经验;西班牙蒙特纤维(Montefibre Carbon)在其腈纶厂基础上,已经开始了80-480K原丝的生产。中国碳纤维发展历史上,原丝与腈纶曾经是两张皮,原丝看不上腈纶的“工艺粗犷”,而腈纶瞧不起原丝的“小锅细炒”。随着逐步发展,主要腈纶厂进入了原丝批量生产,而“小锅”都在逐年放大,技术融通是个必然趋势。中国目前依然是腈纶生产消费大国,依然有较完备的自主产业体系及经验丰富的技术生产团队,这无疑是中国工业应用碳纤维持续发展与壮大的坚强基础。我们提出“腈纶原丝融并发展战略”,主要是针对目前腈纶的颓势与碳纤维的迅猛发展,为中国腈纶产业探索一条“老厨师炒新菜”之路,这其中,厨房设备、菜肴的配方、火候的掌握,需要什么程度的更新或创新?希望获得国内腈纶与原丝专家的共鸣与研讨。
人物介绍
12
宓林坤
生在新社会(49年全国解放后),长在红旗下。66年初中毕业到崇明农场锻炼;74年进入上海石化,到兰州化纤厂(302)纺丝楼下实习,回金山后担任纺丝运转乙班班长;79年调计划调度科任调度长、副科长、科长;92年任生产厂长;94年评委中石化劳动模范;97年担任兼并浙江腈纶厂调研组组长;98年起任金甬公司总经理党委书记;88年通过自学考试获大专文凭;2000年获得工商管理硕士。
退休后,在宁波中新腈纶公司、恒神股份工作过,经历过NaSCN一步法、二步法,对DMF、DMSO、DMAc二步法生产工艺技术路线的锻炼,具有较丰富的腈纶生产实践经验。
本研讨第一期,将推出宓林坤老专家的一些研究与思考:
宓先生准备了系列文章,将陆续在本公众号刊出:
中国腈纶产业发展现状☜
中国腈纶工业的解困之路-腈纶与原丝融并发展
关于腈纶生产和大丝束原丝生产共存的运行方式(调度作业模式)
聚丙烯腈碳纤维大丝束原丝工艺流程设计实践
欢迎各位中国蛰伏的腈纶专家和站在舞台中央的原丝专家积极参与“腈纶原丝融并发展战略”的讨论。

中国腈纶工业的解困之路
——腈纶与原丝融并发展
中国腈纶面临新的发展机遇和新的挑战。在确立中国腈纶未来发展目标,规划腈纶与原丝生产并存之路时,对中国腈纶当前面临的行业总体形势作简要分析,从而评估腈纶行业总体目标规划制定的必要性和具体实施的可行性。
中国腈纶行业的发展问题:日本腈纶纤维被公认为在功能性和质量上具有世界最高水平,我们与国外腈纶先进水平的差距主要就是和日本的腈纶在技术、品质和产品品种等方面的差距,我国腈纶从无到有、从少到多、从小到大,产能规模相当可观,主要产品总量已在世界前列,在2010年时基本上完成了腈纶产能规模的扩张过程。但随着世界腈纶产业萎缩,主要表现就在于需求的萎缩,近十年,下游市场对腈纶产品需求的饱和和萎缩,作为世界腈纶生产和消费中心的中国腈纶出现产能过剩、产能利用率低的情况,主要问题仍然是能源、环境和其他化纤产品性能改进替代腈纶导致。同时,另一方面,聚丙烯腈基碳纤维产业进入了新一轮的发展期,尤其是大丝束原丝,据业内人士预计,2030 年大约需要工业级用碳纤维的大丝束原丝总需求量将超过100万吨,就在这将近10年的时间大丝束原丝的需求量是多么可观。年初时我曾预计,今后十年,我们国家在丙烯腈用于聚丙烯腈纤维方面,将会形成腈纶与原丝两者50:50的局面。我认为中国腈纶行业应该走腈纶与原丝生产并存的发展之路。
首先,中国碳纤维产业应该着眼于发展大丝束碳纤维!中国碳纤维企业应该把战略定位在大丝束碳纤维及工业化应用上。市场最有发展潜力的是能源、汽车等工业应用领域,必然是低成本大丝束碳纤维应用的广阔市场。因为小丝束碳纤维的传统市场如航空航天市场是一个缓慢和有限的发展过程,体育器材市场拓展空间也有限。而且随着技术的成熟和市场应用的促进,大丝束力学性能不仅有T300级别的,也有T700强度级别和中高模量的。当今低成本碳纤维及其复合材料是全球的发展趋势。国际上几乎所有碳纤维巨头,都曾经有强大的腈纶工业做支撑,在碳纤维工业化和商业化的进程中,腈纶工业的技术基础都发挥着重要作用。
其次,保持适当产能规模的腈纶生产。主要基于二点原因,一是腈纶的性能决定,只要市场还需要羊毛的性能和外观,腈纶的商品化生产仍然将继续下去,腈纶的某些产品的特性是其他合成纤维产品无法替代的,如腈纶的染色性、回弹性、对气候的适应性、某些抗微生物的特性等具有的一些独一无二的实用性能,腈纶产品仍然具有其一定的市场竞争力;二是充分利用腈纶装置现有聚合、溶剂回收生产能力及公用工程配套能力,同时利用现有废胶废丝处理系统消化处理原丝生产后产生的废丝废胶,除了减少投资更重要的是让低成本原丝生产有切实的保障和支撑。我始终坚信:腈纶工艺基础是发展大丝束碳纤维的潜力的重要评价指标,除非技术有革命性的突破,没有强大的腈纶工业基础,就没有发展大丝束碳纤维的基础。
中国腈纶产能总规模保持在50万吨/年的水平,基本满足国内加工需要。根据市场需求变化适当进口部分腈纶品种。腈纶生产根据市场变化和需求,仍需要坚持品种开发的思路,形成差异化、生产有高附加值的产品,这也是企业转型升级的需要。腈纶生产线的后道工艺---汽蒸定型工序,建议进行设备改造,变间隙定型为连续定型,选用成熟技术和设备,改造后能够进一步降低能耗和操作成本。
中国腈纶发展大丝束原丝是最佳选择:
改造和采用腈纶大规模的生产及工程系统经验,生产工业级大规模和低成本的大丝束原丝,是中国腈纶企业关键阶段的重要发展方向,也是腈纶行业摆脱困境的最佳选择。
充分利用腈纶装置现有的公用工程和废胶废丝处理系统,减少投资;
充分借助腈纶装置熟练的技术工人和管理经验,保证生产过程的连续与产品品质;
充分借鉴腈纶企业对生产成本和对经济产能的深刻理解及严格要求,保证最低的成本;
腈纶装置的技术人员和操作员工应充分尊重、深刻理解原丝的生产技术特点,把对原丝的技术有机地融入腈纶工业体系。
终上所述,中国腈纶决策发展大丝束碳纤维原丝生产不失为明智和务实的选择,也完全符合当今低成本碳纤维及其复合材料的全球发展趋势。况且,同为工业生产腈纶的日本三菱、土耳其AKSA、中国吉林化纤、上海石化、日本东丽旗下的卓尔泰克在墨西哥、匈牙利收购的腈纶厂,德国SGL收购葡萄牙的腈纶厂等企业在发展碳纤维大丝束方面成熟和可靠的经验平台,更值得我们学习和借鉴。
从腈纶生产的工艺特点分析,现有生产装置生产大丝束碳纤维原丝存在的技术问题:
材料结构决定性能,聚丙烯腈基碳纤维的结构是由原丝结构经过预氧化和碳化过程演变而来。原丝的共聚组成、致密性、纤度、结晶取向度和结构均匀性等结构特性和各类缺陷在很大程度上决定了最终制备的碳纤维的性能。
聚丙烯腈原丝结构及其对性能的影响:
高分子链之间的排列和堆砌结构称为超分子结构,是决定纤维本体性质的主要因素,包括结晶结构、取向结构等。
“两相准晶结构模型”是指相对有序的“准晶区”和无序的“非晶区”,“两相模型”理论是测定聚合物结晶度的理论基础。
高聚物的结晶结构与其性能有十分密切关系,结晶度和晶粒尺寸随着分子量增加而提高。
取向过程是分子在外场作用下的有序过程,PAN原丝轴向的结晶度越高,纤维越致密,碳纤维的拉伸强度也越高。
从以上结构与性能的关系描述中已经非常清楚,必须根据对碳纤维材料性能的要求,进行聚丙烯腈基碳纤维原丝的生产工艺条件设计和设备的满足。
1、化学组成---共聚组分及配比:
11 纤维级聚丙烯腈所要求的性能:
分子量及其分布是聚合物的主要特性,分子量较高的聚合物对于纤维强度和模量等起着十分重要的作用。聚合物可以进行纺丝的分子量范围是很宽的,从加工成本的观点考虑,在纺丝原液中,聚合物浓度尽可能高是合理的,因为这意味着每单位纤维所需要回收的溶剂相对较少,从而降低回收的能耗。而在规定的原液粘度下,由于聚合物浓度反比于粘均分子量,因此较低的分子量肯定是理想的,这样现有生产装置聚合物的性能显然不能满足生产原丝的要求。提高聚合物分子量、原液粘度提高,适当降低原液浓度,这些工艺条件需要综合平衡寻求最优匹配。
12 聚合物的分子量受到诸多变量的影响
其中关于共聚单体的类型及浓度即组成配比等已有较多的文献报道,在早期PAN基碳纤维研发过程中,尤其是看日本专利发表的年代,从1979年直到1990年代,原丝技术开始摆脱腈纶工艺,在共聚组分、共聚单体选用等多方面一直引领世界碳纤维技术的发展,从中也反映了日本三大公司碳纤维技术的先进性、全面性和主导地位。腈纶生产中聚丙烯腈纤维由丙烯腈和通常至少一种其他共聚单体制备,由共聚单体MA、MMA或VA用来改进丙烯腈共聚物的可纺性等改善纤维的特性。我们必须注意到,应用在商品化聚丙烯腈纤维上的两种最普通的共聚单体为MA和VA,尽管VA的竞聚率低不利于聚合物的控制和在聚合中的链转移,但在湿法纺丝聚丙烯腈纤维制造工艺中,正是其优越的低成本,还是会经常被选为共聚单体,即VA有价格优势。结合日本三菱公司自1985年前、后在共聚单体的选用及单体比例方面的变化,提示我们:目前腈纶的聚合单体及组成不适合生产碳纤维原丝,应于调整。在相同的工艺条件下,以VA为第二单体纺制出的纤维刚性略差,纤维手感更柔软些,这是因为VA的侧基——OCOCH3是以氧原子与主链上的碳链接的,而MA的侧基——COOCH3则是以碳原子与主链上碳链接的,这是VA与MA在微观上的最大不同,所以普通腈纶用VA作为第二单体可以增加大分子链的柔性。而在制备高性能碳纤维时,从结构的均一性和碳收率考虑,均聚聚丙烯腈似乎是最理想的,但是均聚聚丙烯腈预氧化时放热峰窄,放热集中,容易断丝,很难制得优良性能的碳纤维。在聚合物中加入一定的共聚组分,在制取碳纤维时,可以使得反应活化能降低,有利于促进环化和交联,缓和预氧化放热反应,改善纤维的致密性和均匀性,保障碳纤维强度。我们常说:最初的共聚物结构和性能决定了最终碳纤维的结构和性能。作为碳纤维原丝,在选择共聚单体时应该满足以上这些功能要求。
国内腈纶企业大多选用VA为第二单体,就是生产聚丙烯腈基碳纤维的生产企业大多采用AN、MA、IA三元共聚,而国外公司好多专利中都涉及到为了提供适合预氧化反应特性与纺丝原液粘度稳定性优良的碳纤维用AN系聚合体,有的公司还采用混入其他组分聚合物的方法进行纺丝,以提高碳纤维的性能。所以,共聚单体的选择组成及含量是十分关键的。
由于不同的共聚单体化学结构不同,各自的反应活性也有差异,制得共聚物组成与单体比例也有不同,从已有的研究和对比分析得知的结果,对甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲酯(MA)、依康酸(IA)、丙烯酰胺(AM)这四种不同的共聚单体与丙烯腈(AN)共聚合进行实验表明:◆不同单体对反应转化率的影响,当IA含量增加时共聚反应总的转化率是下降的◆不同共聚单体对纺丝原液落球粘度的影响,在相同的浓度和温度下AN与IA共聚物的粘度是最低的◆在98:2的配比下, AM对降低预氧化温度、缓和放热效果最好,IA其次。
共聚组分在聚合过程中的分布对于合成稳定的纺丝原液具有重大意义。共聚组分在纺丝过程中及原丝预氧化中的作用不同,同时对共聚物的序列分布作用也不同。一般,共聚单体含量控制在5%以下,这是指总量控制,日本东丽公司使用AN与IA二元聚合物原丝,相对含量有98:2、99:1、995:05等不同的比例;日本三菱公司更多的选用丙烯酸(AA
在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的,且分子链很长,分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa),高温(190–210C),过氧化物催化条件下自由基聚合,生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE),它是支链化合结构的。
扩展资料
聚乙烯(polyethylene ,简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-100~-70°C),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性优良。
2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,聚乙烯在3类致癌物清单中。
物质性能
是以乙烯单体聚合而成的聚合物。聚乙烯乃1922年由英国ICI合成,1939年开始工业生产,在美国正式工业性生产,大战中为重要的雷达用绝缘材料和军需用品,战后,日本三井石油化学、住友化学(1958年)开始正式生产,1975年14年厂年产1407万吨,仅次于美国。
1933年,英国卜内门化学工业公司发现乙烯在高压下可聚合生成聚乙烯。此法于1939年工业化,通称为高压法。1953年联邦德国K齐格勒发现以TiCl4-Al(C2H5)3为催化剂,乙烯在较低压力下也可聚合。此法由联邦德国赫斯特公司于1955年投入工业化生产,通称为低压法聚乙烯。
50年代初期,美国菲利浦石油公司发现以氧化铬-硅铝胶为催化剂,乙烯在中压下可聚合生成高密度聚乙烯,并于1957年实现工业化生产。60年代,加拿大杜邦公司开始以乙烯和 α-烯烃用溶液法制成低密度聚乙烯。
1977年,美国联合碳化物公司和陶氏化学公司先后采用低压法制成低密度聚乙烯,称作线型低密度聚乙烯,其中以联合碳化物公司的气相法最为重要。线型低密度聚乙烯性能与低密度聚乙烯相似,而又兼有高密度聚乙烯的若干特性,加之生产中能量消耗低,因此发展极为迅速,成为最令人注目的新合成树脂之一。
低压法的核心技术在于催化剂。德国齐格勒发明的TiCl4-Al(C2H5)3体系为聚烯烃的第一代催化剂,催化效率较低,每克钛约得数千克聚乙烯。1963年比利时索尔维公司首创以镁化合物为载体的第二代催化剂,催化效率达每克钛得数万至数十万克聚乙烯。
采用第二代催化剂还可省去脱除催化剂残渣的后处理工序。以后又发展了气相法高效催化剂。1975年,意大利蒙特爱迪生集团公司研制成可省去造粒而直接生产球状聚乙烯的催化剂,被称作第三代催化剂,是高密度聚乙烯生产的又一变革。
聚乙烯是结晶热塑性树脂。它们的化学结构、分子量、聚合度和其他性能很大程度上均依赖于使用的聚合方法。聚合方法决定了支链的类型和支链度。结晶度取决件分子链的规整程度与其所经历的热历史。
聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的,耐热老化性差于聚合物的化学结构和加工条。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法(见塑料加工)加工。用途十分广泛,主要用来制造薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等,并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。
随着石油化工的发展,聚乙烯生产得到迅速发展,产量约占塑料总产量的1/4。1983年世界聚乙烯总生产能力为2465Mt,在建装置能力为316Mt。2011年最新统计结果,全球产能达到96Mt,聚乙烯生产的发展趋势显示,生产消费逐步向亚洲地区转移,中国日渐成为最重要的消费市场。
在核物理,天体物理,反应堆运行中运用聚乙烯作为漫化剂来测量中子。对核物理的研究做出了自己的贡献
聚乙烯(PE)塑料一种,我们常常提的方便袋就是聚乙烯(PE)。聚乙烯是结构最简单的高分子,也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯(CH2=CH2 )的发生加成聚合反应而成的。
聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的,且分子链很长,分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa),高温(190–210C),过氧化物催化条件下自由基聚合,生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE),它是支链化合结构的。
化学分类
聚乙烯(POLYETHYLENE,PE)是由乙烯聚合而成之聚合物,产品发展至今已有60年左右历史,全球聚乙烯产量居五大泛用树脂之首。
聚乙烯依聚合方法、分子量高低、链结构之不同,分高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及线性低密度聚乙烯。
低密度聚乙烯(LOW DENSITY POLYETHYLENE,LDPE)俗称高压聚乙烯,因密度较低,材质最软,主要用在塑胶袋、农业用膜等。
高密度聚乙烯(HIGH DENSITY POLYETHYLENE,HDPE)俗称低压聚乙烯,与LDPE及LLDPE相较,有较高之耐温、耐油性、耐蒸汽渗透性及抗环境应力开裂性,此外电绝缘性和抗冲击性及耐寒性能很好,主要应用于吹塑、注塑等领域。
线型低密度聚乙烯(LINEAR LOW DENSITY POLYETHYLENE,LLDPE),则是乙烯与少量高级-烯烃在催化剂存在下聚合而成之共聚物。LLDPE外观与LDPE相似,透明性较差些,惟表面光泽好,具有低温韧性、高模量、抗弯曲和耐应力开裂性,低温下抗冲击强度较佳等优点。
LLDPE应用领域几乎已渗透到所有LDPE市场。现阶段LLDPE和HDPE处于生命周期的成长阶段;LDPE则在1980代末逐渐进入发展成熟期,世界上已少有LDPE设备投产。
聚乙烯可用挤出、注射、模塑、吹塑和熔纺等方法成型,广泛应用于工业、农业、包装及日常工业中,在中国应用相当广泛,薄膜是其最大的用户,约消耗低密度聚乙烯77%,高密度聚乙烯的18%,另外,注塑制品、电线电缆、中空制品等都在其消费结构中占有较大的比例,在塑料工业中占有举足轻重的地位。
鉴定
聚乙烯材料难以印刷(除非进行本体改性或表面改性),故大多是无色或浅色制品,当然又由于其具有良好的耐环境老化性能,运动场上的人造草皮大多由聚乙烯制造。最简单的鉴别方法就是用煤气火焰(例如打火机)点燃一小块样品,样品会持续燃烧,有烟,且具有烧蜡烛的味道。用指甲在其上划一下,有划痕的为低密度聚乙烯(LDPE),否则则是高密度聚乙烯(HDPE)。
参考资料来源:-聚乙烯
由连续或不连续的细丝组成的物质。
纤维(美:Fiber;英:Fibre)是指由连续或不连续的细丝组成的物质。在动植物体内,纤维在维系组织方面起到重要作用。
纤维用途广泛,可织成细线、线头和麻绳,造纸或织毡时还可以织成纤维层;同时也常用来制造其他物料,及与其他物料共同组成复合材料。
欢迎分享,转载请注明来源:品搜搜测评网