自由基溶液聚合原理及生產(chǎn)工藝-資料下載頁(yè)
2025-05-13 09:22本頁(yè)面
【正文】 烯腈為主要單體的水相沉淀共聚合 1．水相沉淀聚合的優(yōu)點(diǎn) ① 水相沉淀聚合通常采用氧化一還原引發(fā)劑如，NaClO3NaSO3； K2S2O8SO2； K2S2O8NaHSO3；NaCIO3NaHSO3等。 聚合溫度低 (30℃ ～ 55 ℃ ,甚至更低 ).所得產(chǎn)物色澤較白 . ② 水相聚合的反應(yīng)熱容易導(dǎo)出，聚合反應(yīng)容易控制，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。 ③ 加入了活化劑 FeSO4以提高聚合速率，聚合物粒子比較均勻，單體轉(zhuǎn)化率較高；聚合物物料為漿狀液容易處理，可使溶劑回收工序略為簡(jiǎn)單一些。 32 高聚物合成工藝 ④ 聚合物干燥后可以作為固體粒子運(yùn)輸?shù)狡渌w廠紡絲，同時(shí)若選用過(guò)硫酸鹽作為氧化劑，可使聚丙烯腈大分子中含有 SO3基，從而可減少第三單體的用量，降低成本。 ?水相沉淀聚合的工藝條件 聚合溫度： 35℃ ～ 55℃ (45℃ 最佳 )； 聚合時(shí)間： 1h～ 2h；轉(zhuǎn)化率： 80％～ 85％ (高 )； 單體總質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 28％～ 30％； 攪拌速度： 55r／ min～ 80r／ mir。 ?水相沉淀聚合的工藝過(guò)程 (1)原料準(zhǔn)備 (2)聚合 (3)回收未反應(yīng)的單體 (4)聚合物后處理 33 高聚物合成工藝 三、聚丙烯腈的紡絲 1．濕法紡絲 ? 濕法紡絲 主要是生產(chǎn)短纖維，由聚合物溶液經(jīng)脫單體、過(guò)濾和脫泡即可直接進(jìn)行紡絲。 ?濕法紡絲的優(yōu)點(diǎn)： 溶劑的揮發(fā)速率容易控制，纖維成型加工的條件比較柔和，纖維的脆性小，故制得的纖維有彈性，柔軟性較好，耐磨性好。 2．干法紡絲 ? 干法紡絲主要是為了生產(chǎn)長(zhǎng)纖維，一般采用二步法，將容易揮發(fā)的二甲基甲酰胺配成紡絲液，然后進(jìn)行紡絲。 ?優(yōu)點(diǎn)： 速度快。 ?缺點(diǎn)： 需高溫操作，設(shè)備復(fù)雜。 34 高聚物合成工藝 四、聚丙烯腈的性能及應(yīng)用 1．熱彈性 ?玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（ Tg）： 無(wú)定型聚合物大分子鏈段自由運(yùn)動(dòng)的最低溫度。 ?熱彈性本質(zhì)上即為高彈形變。 ?聚丙烯腈大分子中含有 CN強(qiáng)極性基面，同一大分子上的 CN因極性方向相同而排斥，相鄰大分子上的 CN卻相互吸引，導(dǎo)致聚丙烯腈的螺旋結(jié)構(gòu)不很規(guī)則，因而，聚丙烯腈不易結(jié)晶或成為結(jié)晶度很低的聚合物。聚丙烯腈經(jīng)二次拉伸所紡得的纖維中，非晶區(qū)中原來(lái)彎曲的大分子已仲展．經(jīng)驟冷，鏈段被凍結(jié)，當(dāng)溫度再次升至 Tg以上，鏈段運(yùn)動(dòng)受熱面加強(qiáng)，大分子鏈恢復(fù)卷曲狀態(tài)．纖維長(zhǎng)度可大幅度回縮，這就是聚丙烯腈纖維所呈現(xiàn)的熱彈性。 35 2．化學(xué)特性 聚丙烯腈大分子中因含有側(cè)基 CN．在堿作用 (ph7時(shí) )下會(huì)釋放出氨與來(lái)水解的 CN反應(yīng)而生成脒基呈黃色。 3．熱性能 聚丙烯腈具有較高的熱穩(wěn)定性，加熱至 170℃ ～ 180℃其顏色不會(huì)變化．但若將聚丙烯腈在空氣中慢慢加熱至200 ℃ ～ 300 ℃ ，可發(fā)生分子內(nèi)的環(huán)化反應(yīng)．進(jìn)一步處理可獲得含碳量高達(dá) 95％以上的碳纖維。 4．耐溶劑性與耐光性 由于聚丙烯腈大分子中含有強(qiáng)極性基團(tuán) CN，所以不溶于常見(jiàn)的醇、醚和酯類溶劑。但溶于強(qiáng)極性的有機(jī)溶劑，如二甲基甲酰胺（ DMF），也溶于某些無(wú)機(jī)溶劑中，如濃的 NaCNS等。 高聚物合成工藝 36 高聚物合成工藝 ?耐光性和耐候性：由于 C三 N中一個(gè)是 a鍵、一個(gè)是 p鍵，這種結(jié)構(gòu)可吸收光能 (紫外光 )轉(zhuǎn)變成熱能，可保護(hù)大分子主鏈不發(fā)生降解，所以聚丙烯腈纖維的耐光性和耐候性是一切天然纖維和合成纖維中（除含氟纖維）最好的一種。 37 高聚物合成工藝
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