美國通用電氣公司

[拼音]:jubingxijing xianwei

[英文]:polyacrylonitrile fibre

中國稱腈綸,通常是指用85%以上的丙烯腈與第二和第三單體的共聚物,經溼法紡絲或幹法紡絲製得的合成纖維。丙烯腈含量在35%~85%之間的共聚物紡絲製得的纖維稱為改性聚丙烯腈纖維。

聚丙烯腈纖維的效能極似羊毛,彈性較好,伸長20%時回彈率仍可保持65%,蓬鬆捲曲而柔軟,保暖性比羊毛高15%,有合成羊毛之稱。強度 22.1~48.5cN/dtex,比羊毛高1~2.5倍。耐晒效能優良,露天曝晒一年,強度僅下降20%,可做成窗簾、幕布、篷布、炮衣等。能耐酸、耐氧化劑和一般有機溶劑,但耐鹼性較差。纖維軟化溫度190~230℃。

聚丙烯腈纖維可與羊毛混紡成毛線,或織成毛毯、地毯等,還可與棉、人造纖維、其他合成纖維混紡,織成各種衣料和室內用品。聚丙烯腈纖維加工的膨體毛條可以純紡,或與粘膠纖維、羊毛混紡,得到各種規格的中粗絨線和細絨線“開司米”。

沿革

早在100多年前已製得聚丙烯腈,但因沒有合適的溶劑,未能製成纖維。1942年,德國人H.萊因與美國人G.H.萊瑟姆幾乎同時發現了二甲基甲醯胺溶劑,併成功地得到了聚丙烯腈纖維。1950年,美國杜邦公司首先進行工業生產。以後,又發現了多種溶劑,形成了多種生產工藝(見表)。1954年,聯邦德國法本拜耳公司用丙烯酸甲酯與丙烯腈的共聚物製得纖維,改進了纖維效能,提高了實用性,促進了聚丙烯腈纖維的發展。1984年,聚丙烯腈纖維的世界產量為2.4Mt。

生產方法

聚丙烯腈纖維對原料丙烯腈的純度要求較高,各種雜質的總含量應低於0.005%。聚合的第二單體主要用丙烯酸甲酯,也可用甲基丙烯酸甲酯,目的是改善可紡性及纖維的手感、柔軟性和彈性;第三單體主要是改進纖維的染色性,一般為含有弱酸性染色基團的衣康酸,含強酸性染色基團的丙烯磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、對甲基丙烯醯胺苯磺酸鈉,含有鹼性染色基團的α-甲基乙烯吡啶等。

(1)聚合聚合工藝分為以水為介質的懸浮聚合和以溶劑為介質的溶液聚合兩類。懸浮聚合所得聚合體以絮狀沉澱析出,需再溶解於溶劑中製成紡絲溶液。溶液聚合所用溶劑既能溶解單體,又能溶解聚合體,所得聚合液直接用於紡絲。溶液聚合所用溶劑有二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、硫氰酸鈉和氯化鋅等。採用前兩種有機溶劑的聚合時間一般在10h以上,但溶解力強,紡絲溶液的濃度較高,可適當提高紡絲速度,溶劑回收也較簡便,所得纖維效能較好,且對裝置的材質要求較低;而用後兩種無機溶劑,聚合時間僅需2h,所得纖維白度較好。

(2)紡絲紡絲液一般為聚丙烯腈聚合體,數均分子量為53000~106000,其纖維白度較好,熱分解溫度200~250℃,溶點達320℃。因此,聚丙烯腈纖維用高聚物溶液的溼法紡絲和幹法紡絲製得。幹法紡絲的紡絲液濃度為25%~30%,紡絲速度快,但因噴絲頭噴出的細流固化慢,固化前易粘結,不能採用孔數較多的噴絲頭,紡絲溶劑僅二甲基甲醯胺一種,所得纖維結構均勻緻密,適於織制模擬絲織物。溼法紡絲適於製作短纖維,纖維蓬鬆柔軟,宜織制仿毛織物,所用的紡絲溶劑除溶液聚合用的溶劑外,還有二甲基乙醯胺、碳酸乙烯酯、硝酸等,大部分溶劑的沸點較高,在紡絲過程中不易蒸出。80年代,研究了用熔體紡絲法制聚丙烯腈纖維,以水為聚合體的增塑劑,無需製備聚合體原液,省去溶劑的回收和迴圈系統,纖維的物理效能與幹法或溼法紡絲製得的纖維基本相同,現已進入中間試驗階段。

改性品種

突出的有丙烯腈與氯乙烯共聚纖維,是將丙烯腈和氯乙烯共聚所得的共聚物溶於丙酮,再經幹法紡絲或溼法紡絲製得。1949年,由美國聯合碳化物公司首先生產,由於氯乙烯含量佔50%~60%,因此阻燃效能良好,且具有自熄性,但染色性稍差。