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文档简介
———聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维是丙烯腈与第二第三单体的共聚纤维。丙烯腈含量占85%以上,称为第一单体,纯净的聚丙烯腈结构紧密,性脆硬,染色性很差。第二单体通常用含有酯基的化合物,如丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸甲酯飞醋酸乙烯酯等,第二单体加入后,大分子排列的规整性变差,分子间作用力减弱,从而使纤维在微观结构上趋子疏松,纤维的柔软性提高,弹性和手感改善,并有利于染料分子的引入,改善纤维染色性。第二单体含量约占5%~9%,其含量的多少除了影响纤维的染色性外,对其它性能也有显著影响。其它条件不变时,随着第二单体含量的增加,由于丙烯酸甲酯的玻璃化温度降低,纤维的耐热变色稳定性下降,即受热后纤维易发黄,并使纤维的热蠕变量增加,热收缩变形性提高,初始模量降低,纤维受热后容易产生变形,但由于大分子链段的柔曲性提高,成品纤维表现出较好的弹性回复能力。
加入第三单体,是为了向纤维中引入一定数量的亲染料基团,以改善染色性能。第三单体含量很低,一般为1%左右。第二、第三单体的引入,一般都将降低纤维的软化点及其湿热性能,但第二、第三单体品种不同,纤维质量差异很大。聚丙烯腈纤维截面随纺丝方法的不同而异,湿法纺丝的纤维截面基本呈圆形,干纺的则为花生果形,纤维表面较粗糙,似树皮状,在光学或电子显微镜中能看到原纤结构,并存在微小的孔洞。孔洞的大小和多少影响纤维的机械和染色性能。
聚内烯腈大分子呈不很规则的螺旋形构象,不具有真正的结晶结构,因此没有严格的结晶区与无定形区,只有高序区和低序区之分,聚丙烯腈纤维的这一结构特性,对纤维的物理机械性能有很大影响,例如腈纶纤维的热弹性就是腈纶结构的反映,利用热弹性加工膨体纱。腈纶纤维性质近似羊毛,故有合成羊毛之称。腈纶生产:以短纤维为主,可以纯纺,也可以与羊毛或其它纤维混纺,制成毛型织物。粗纤度的腈纶可以加工成毛毯或人造毛皮,大量的长丝束经牵切后加工膨体纱为针织原料,膨体织物手感柔软、膨松性好,起毛起球现象比涤纶和锦纶少。
聚丙烯腈纤维吸湿较低,标准条件下的回潮率为1.2%一2.0%,不同品种的回潮率略有差异。聚丙烯腈纤维的干态与湿态回朝率比较接近,因此干湿状态下的拉伸性能差异较少,但由于吸湿低,加工时易积累静电,穿着时易沾污。
聚丙烯腈纤维在引入第二、第三单体后,染色性能有所改善。由于第三单体使纤维带上了酸性或碱性基团,因而能采用阳离子染料或酸性染料染色,由于聚丙烯腈纤维的染色温度超过玻璃化温度时,染料在纤维上的上染速率提高之迅速远超过一般的合成纤维,因此染色时的工艺条件必须严格控制,例如腈纶的超分子结构差异或染色加工控制不当时,常使腈纶织物产生色差和色花。
聚丙烯腈均聚物由于结构上的特点,在室温以上具有两个玻璃化温度,即80-100℃系低序区的玻璃化温度;0~150℃为中序区的玻璃化温度,在327℃时还有一个热转变点,通常认为是高序区的"熔点"。由于共聚组分的加入,两个玻璃化温度靠拢或消失,仅存一个玻璃化温度为75-100℃左右。
聚丙烯腈长丝在空气中以220℃处理20-50h进行预氧化,再在惰性气体中以1090~1500℃碳化或2500-3000℃以上石墨化,可制造碳纤维或石墨纤维。碳纤维可做增强塑料、宇航或其它用途,制造钓鱼杆、高尔夫球棒飞网球拍飞滑雪板、汽车零件、飞机,零件等。碳纤维具有高强度、高模量飞低伸长飞耐高温等特点。
聚丙烯腈分子中含有氰基,耐日光与耐气候性特别好,腈纶经日晒1000小时,强度损失不超过20%,因此腈纶织物适宜制作户外用品。腈纶纤维强度1.76-3.08cN/dtcx,断裂伸长为25%一46%,湿强为干强的85%~95%,腈纶初始模量低于涤纶而高于锦纶,一般为35.2~61.6cN/dex,伸长弹性优于人
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