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  • pan[化学品聚丙烯腈]

    聚丙烯腈,polyacrylonitrile,(C3H3N)n,是一种化学物质,由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的。主要用于制聚丙烯腈纤维,聚丙烯腈纤维(俗称腈纶)的强度并不高,耐磨性和抗疲劳性也较差。聚丙烯腈纤维的优点是耐候性和耐日晒性好,在室外放置18个月后还能保持原有强度的77%。它还耐化学试剂,特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。

    编辑摘要

    目录

    介绍/pan[化学品聚丙烯腈] 编辑

    中文名:聚丙烯腈

    英文简写:PAN 英文名称:polyacrylonitrile

    英文别名 2-Propenenitrile,homopolymer; acl1050; acrylonitrile,polymers; acrylonitrilehomopolymer;acrylonitrilepolymer; biospal1200s; biospal1800s

    分子量:(C3H3N)n[1]

    研究历史/pan[化学品聚丙烯腈] 编辑

    聚丙烯腈纤维的研究始于30年代。1931年德国Rain首次制造了聚丙烯腈(PAN),但由于此种聚合物不溶于大多数有机、无机溶剂,且熔融温度高于分解温度,所以无法采用当时已知的溶液纺丝及熔融法纺丝,PAN未能制成纤维。40年代,PAN纤维首先由杜邦公司实现了工业化。

    聚丙烯腈纤维是指由聚丙烯腈纺制的纤维或丙烯腈含量占85%以上的共聚物纺制而成的纤维。2000年世界聚丙烯腈纤维产量2.6685Mt,我国聚丙烯腈纤维产量473.7kt。

    聚丙烯腈纤维的研发趋势,可以归纳为二个方面;其一,是新成纤工艺研究,如采用增塑剂法,合成聚丙烯腈共聚物,以期降低聚丙烯腈大分子间的相互作用从而降低聚合物的熔点,来采用熔融纺织工艺或提高干喷湿纺工艺中纺丝浆液的浓度,达到提高成纤后原丝力学性能的目的。其二,是研究聚丙烯腈纤维的新品种,例如阻燃性聚丙烯腈纤维,高收缩性聚丙烯腈纤维,聚丙烯腈纤维纺丝过程中的在线着色技术,抗静电聚丙烯腈纤维,高吸水率聚丙烯腈纤维,细旦丝纤维,复合聚丙烯腈纤维,抗菌防臭聚丙烯腈纤维,远红外聚丙烯腈纤维,高强高模聚丙烯腈纤维等。[1]

    编号系统/pan[化学品聚丙烯腈] 编辑

    CAS号:25014-41-9

    MDL号:MFCD00084395

    RTECS号:AT6977900[1]

    物理性质/pan[化学品聚丙烯腈] 编辑

    聚丙烯腈纤维 聚丙烯腈纤维

    聚丙烯腈外观为白色或略带黄色的不透明粉末;相对密度1.12,玻璃化温度约90℃。它溶于二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜、硝酸亚乙基酯等极性有机溶剂,还能溶于硫氰酸盐、过氯酸盐、氯化锌、溴化锂等无机盐的浓水溶液,以及浓硝酸等特殊溶剂。它的软化温度和分解温度很接近,加热至200℃以上也不熔化,而是逐渐着色,以至碳化。

    丙烯腈分子式 丙烯腈分子式

    熔点 317 °C

    密度 1.184 g/mL at 25 °C(lit.)

    折射率 n20/D 1.514[1]

    化学性质/pan[化学品聚丙烯腈] 编辑

    聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的。

    单体分子结构式:丙烯腈。[2]

    毒理学数据/pan[化学品聚丙烯腈] 编辑

    1 试验方法:口服
      摄入剂量:3毫克/千克
      测试对象:啮齿动物-鼠
      毒性类型:急性
      毒性作用: 1.肝脏重量的变化
      2.肾上腺重量的变化 。
      2 试验方法: 吸入
      摄入剂量: 25 毫克每立方米
      测试对象: 啮齿动物-鼠
      毒性类型: 急性
      毒性作用: 详细的毒副作用没有报告以外的其他致死剂量值。
      3 试验方法: 口服
      摄入剂量: 45 mg/kg/26W-I
      测试对象: 啮齿动物-鼠
      毒性类型: MutipleDose
      毒性作用: 1.脂肪肝豆状核变性
      2.肾,输尿管,膀胱-改变管(包括急性肾功能衰竭,急性肾小管坏死)
      3.甲状腺功能减退症。 

    计算化学数据/pan[化学品聚丙烯腈] 编辑

    1、疏水参数计算参考值(XlogP):0.2

    2、氢键供体数量:0

    3、氢键受体数量:1

    4、可旋转化学键数量:0

    5、拓扑分子极性表面积(TPSA):23.8

    6、重原子数量:4

    7、表面电荷:0

    8、复杂度:54.9

    9、同位素原子数量:0

    10、确定原子立构中心数量:0

    11、不确定原子立构中心数量:0

    12、确定化学键立构中心数量:0

    13、不确定化学键立构中心数量:0

    14、共价键单元数量:1[1]

    制备/pan[化学品聚丙烯腈] 编辑

    聚丙烯腈纤维有多种不同的生产方法,形成了各具特点的工艺路线。这些工艺路线的共同点是:采用溶液(湿法和干法)纺丝方法,有相应的溶剂回收处理等。这些工艺路线的不同点是:不同的共聚物组成;不同的聚合(非均相沉淀聚合或均相聚合)方法;不同的纺丝溶剂(可采用二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺,二甲基亚砜,碳酸乙烯酯,硫氰酸钠,硝酸,氯化锌等):不同的纺丝方法(湿法或干法纺丝,湿法中采用不同凝固浴);不同的牵伸、后处理工艺;不同的溶剂回收工艺。各种工艺中,最主要的因素是溶剂,不同的溶剂决定了纺丝液的制备条件、纺丝条件、溶剂回收方法和废水处理方法等一系列工艺特点,也影响到防火、防毒及设备选材等许多方面。

    由悬浮聚合法制得的是白色固体粉末,溶于二甲基甲酰胺等有机溶剂或硫氰酸盐等溶液中;由溶液聚合法制得的是聚丙烯腈溶液。[2]

    无卤阻燃PAN纤维制备

    将1g真空干燥后的P(AN-co-VAc) 纤维加入到500mL单口烧瓶中,通过加入KOH水溶液来调节体系的pH值,并于室温下搅拌12h后取出纤维,用去离子水洗涤至中性,最后将其置于60℃的真空烘箱中干燥24h,从而获得对应pH值为10,12及14的水解后的P(AN-co-VAc) 共聚物纤维。

    向装有恒压滴液漏斗的500mL三口烧瓶中依次加入0.5g上述于pH=12、水解12h条件下制备的干燥的P(AN-co-VAc) 共聚物纤维的水解产物及20 m L二甲基甲酰胺(DMF) ,并浸渍1h后,于室温并在磁力搅拌的作用下向恒压滴液漏斗中缓慢滴入5 mL O,O-二乙基磷酰氯,然后升温至60℃,反应5h,将纤维取出后用无水乙醇洗涤2次,再用蒸馏水洗涤3次,干燥后即获得无卤阻燃聚丙烯腈纤维。[1]

    性质与稳定性/pan[化学品聚丙烯腈] 编辑

    遵照规定使用和储存则不会分解。[1]

    贮存方法/pan[化学品聚丙烯腈] 编辑

    密闭于阴凉干燥环境中。[1]

    应用/pan[化学品聚丙烯腈] 编辑

    聚丙烯腈纤维 聚丙烯腈纤维

    聚丙烯腈纤维(俗称腈纶)的强度并不高,耐磨性和抗疲劳性也较差。聚丙烯腈纤维的优点是耐候性和耐日晒性好,在室外放置18个月后还能保持原有强度的77%。它还耐化学试剂,特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。聚丙烯腈对碱不稳定,遇碱易着色,在80℃以上的浓碱中能水解为聚丙烯酸钠。在回弹性和卷曲性方面,与羊毛存在很大的差距。随着合成纤维生产技术的不断发展,复合聚丙烯腈纤维以及各种改性聚丙烯腈相继出现,如高收缩、抗起球、亲水、抗静电、阻燃、细纤度、异型截面等品种都已有商品生产。

    聚丙烯腈纤维广泛用来代替羊毛,或与羊毛混纺制成毛织物等,可代替部分羊毛制作毛毯和地毯等织物,还可作为室外织物,如滑雪外衣、船帆、军用帆布、帐篷等。

    聚丙烯腈中空纤维膜具有透析、超滤、反渗透和微过滤等功能,可用于医用器具、人工器官、超纯水制造、污水处理和回用等。

    共聚单体含量尽量降低的普通腈纶,经预氧化和碳化,可获得含碳量93%左右的耐1000℃高温碳纤维。

    聚丙烯腈主要用于制造合成纤维(如腈纶)。用85%以上的丙烯腈和其他第二、第三单体共聚的高分子聚合物仿制的合成纤维。聚丙烯腈纤维的中国商品名。俗称人造羊毛。美国杜邦公司于20世纪40年代研制成功纯聚丙烯腈纤维(商品名为奥纶),因染色困难、易原纤化,一直未投入工业化生产。后来在改善聚合物的可仿性和纤维的染色性的基础上,腈纶才得以实现工业化生产。各个国家有不同的商品名,如美国有奥纶、阿克利纶、克丽斯纶、泽弗纶,英国有考特尔,日本有毛丽龙、开司米纶、依克丝兰、贝丝纶等。腈纶密度一般为1.16~1.18克/厘米3,标准回潮率为1.0%~2.5%。纤维的特点是蓬松性和保暖性好,手感柔软,并具有良好的耐气候性和防霉、防蛀性能。主要用做人造纤维,俗称人造羊毛;制毛线、针织物(纯纺或与羊毛混纺)和机织物,尤其适宜作室内装饰布,如窗帘等。在材料学中常以聚丙烯腈为基体来合成多空材料,例如PAN基活性炭。

    也可以用于锂离子聚合物电池的电解质聚合物基体,离子电导率较高,能达到10锂离子迁移数也大于PEO系,可达到0.5,但PAN链上有较强的极性基团-CN,与锂电极相容性差,钝化现象比较严重。[1]

    注意事项/pan[化学品聚丙烯腈] 编辑

    应急处理方法

    一、泄漏应急处理

    切断火源。戴自给式呼吸器,穿一般消防防护服。在确保安全情况下堵漏。喷水雾可减少蒸发。用砂土或其它不燃性吸附剂混合吸收。然后运至空旷的地方掩埋、蒸发、或焚烧。如大量泄漏,利用围堤收容,然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。

    二、防护措施

    呼吸系统防护:空气中浓度较高时,应该佩戴防毒面具。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴自给式呼吸器。

    眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

    身体防护:穿防静电工作服。

    手防护:戴防护手套。

    其它:工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。

    三、急救措施

    皮肤接触:脱去污染的衣着,用肥皂水及清水彻底冲洗。

    眼睛接触:立即翻开上下眼睑,用流动清水冲洗15分钟。就医。

    吸入:脱离现场至空气新鲜处。呼吸困难给输氧。呼吸停止时,立即进行人工呼吸。就医。

    食入:误服者用水漱口,饮足量温水,催吐,立即就医。[1]

    安全术语

    S24/25 Avoid contact with skin and eyes。避免与皮肤和眼睛接触。

    贮存方法

    密闭于阴凉干燥环境中[1]

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    参考资料
    [1]^引用日期:2013-06-06
    [2]^引用日期:2018-12-13
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