第四五章聚丙烯腈纤维(腈纶)的生产、结构和性能
22页1、第四章 聚丙烯腈纤维(腈纶)的生产、结构和性能,本章内容: 聚丙烯腈纤维的基本组成物质和生产 聚丙烯腈纤维的形态结构和超分子结构 聚丙烯腈纤维的性能 本章要点: 聚丙烯腈纤维的超分子结构,包括:大分子的不规则螺旋棒状构象;蕴晶结构和侧序度理论 腈纶的热性能,包括:三个热转变点;热弹性(膨体纱) 腈纶的染色性能的特点 腈纶的耐酸碱性及在酸碱作用下的损伤机理 腈纶的耐晒、耐霉腐、耐虫蛀等优良特性及与结构的关系,第四章 聚丙烯腈纤维(腈纶)的生产、结构和性能,腈纶特点: 多元共聚 具有热弹性 耐晒 耐霉腐 耐虫蛀,腈纶产品: 长丝:很少 短纤:棉型、毛型 膨体纱 腈纶衍生产品: 人造毛皮 碳纤维,第一节 聚丙烯腈纤维的基本组成物质和生产,聚丙烯腈均聚物(奥纶) 单体:丙烯腈 缺点:大分子间作用力强,缺少吸湿基团 纺丝原液不易制备 吸湿性低 染色困难 改进:添加其他单体 一、聚丙烯腈纤维的基本组成物质 (一)聚丙烯腈纤维的分子结构,第一单体,第二单体,第三单体,随机排列,二)各种单体的作用,二、聚丙烯腈纤维生产概况,生产方法 湿法纺丝 纺丝液组成: 聚合物浓度1213% 硫氰酸钠浓度44% 凝
2、固浴 硫氰酸钠浓度1012% 温度1012 后处理 预热浴拉伸:34%硫氰酸钠溶液,5055 蒸汽浴或沸水浴拉伸 干燥致密化 蒸发水分,消除微孔和裂缝,使结构密实 热定形:提高蕴晶完整性 毛型:松弛热定形 棉型:张力热定形 干法纺丝,第二节 聚丙烯腈纤维的形态结构和超分子结构,一、聚丙烯腈纤维的形态结构,二、聚丙烯腈纤维的超分子结构,一)聚丙烯腈纤维超分子结构的特点 没有真正的结晶,只有蕴晶(准晶) 横向有序,纵向无序,聚丙烯腈大分子具有不规则的螺旋棒状构象,二、聚丙烯腈纤维的超分子结构,一)聚丙烯腈纤维超分子结构的特点 没有真正的结晶,只有蕴晶(准晶) 横向有序,纵向无序,聚丙烯腈大分子具有不规则的螺旋棒状构象,常用侧序度理论来描述腈纶的超分子结构,二)腈纶大分子结构对其超分子结构的影响,氰基偶极力大 在分子内因极性相同产生很大斥力,使大分子成螺旋状 在大分子间因极性相反产生很大吸引力 在大分子之间还可以形成氢键,在这种斥力和吸力的作用下,大分子活动受阻,很难形成规则的螺旋体。 多元共聚 大分子结构复杂、不规则 腈纶难产生三维有序的真正结晶,第三节 聚丙烯腈纤维的性能,一、热性能 1
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