合成纖維SyntheticFiber

1、合成纖維SyntheticFiber9-1纖維的分類與特征纖維的分類與特征纖維是指柔韌、纖細(xì)，具有相當(dāng)長(zhǎng)度、強(qiáng)度、彈性和吸濕性的絲狀物。大多數(shù)是不溶于水的有機(jī)高分子化合物，少數(shù)是無(wú)機(jī)物。根據(jù)來(lái)源可以分為天然纖維和化學(xué)纖維兩大類。一、纖維的分類一、纖維的分類 纖維天然纖維化學(xué)纖維膠黏纖維銅氨纖維醋酸纖維纖維素纖維錦綸系列纖維蛋白質(zhì)纖維滌綸系列纖維腈綸系列纖維聚乙烯醇系列纖維聚烯烴纖維含氯纖維耐高溫纖維其他纖維9-1纖維的分類與特征纖維的分類與特征二、成纖高聚物的特征高聚物的品種很多，但并不是所有高聚物都能用于紡絲，而是具有如下特征的高聚物都能進(jìn)行紡絲。成纖高聚物均為線型高分子成纖高聚物均為線型高

2、分子用這類高分子紡制的纖維能沿纖維縱軸方向拉伸而有序排列。當(dāng)纖維受到拉力時(shí)，大分子能同時(shí)承受作用力，使纖維具有較高的拉伸強(qiáng)度和適宜的延伸度及其他物理-力學(xué)性能。成纖維高聚物具有適宜的相對(duì)分子質(zhì)量成纖維高聚物具有適宜的相對(duì)分子質(zhì)量線型高聚物分子鏈的長(zhǎng)度對(duì)纖維的物理-力學(xué)性能影響很大，尤其是對(duì)纖維的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性和溶解性的影響更大。相對(duì)分子質(zhì)量的高低均不好，高者不易加工，低者性能不好。常見(jiàn)的主要成纖高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量如下表所示。主要成纖高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量主要成纖高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量高聚物相對(duì)分子質(zhì)量高聚物相對(duì)分子質(zhì)量聚酰胺-6或-66聚酯聚丙烯腈16000-2200016000-200005

3、0000-80000聚乙烯醇全同聚丙烯60000-80000180000-3000009-1纖維的分類與特征纖維的分類與特征成纖高聚物的分子鏈間必須有足夠的次價(jià)力成纖高聚物的分子鏈間必須有足夠的次價(jià)力高聚物的物理-力學(xué)性能與次價(jià)力有密切關(guān)系。分子間次價(jià)力越大，纖維的強(qiáng)度越高，次價(jià)力大于的高聚物適宜作纖維材料。成纖高聚物應(yīng)具有可溶性和熔融性成纖高聚物應(yīng)具有可溶性和熔融性只有這樣才能將高聚物溶解或熔融成溶液或熔體，再經(jīng)紡絲、凝固或冷卻形成纖維，否則就不能進(jìn)行紡絲。 9-2聚酯纖維聚酯纖維聚酯是制造聚酯纖維、涂料、薄膜及工程塑料的原料，是由飽和的二元酸與二元醇通過(guò)縮聚反應(yīng)制得的一類線性高分子縮聚物。

4、這類縮聚物的品種因隨使用原料或中間體而異，故品種繁多數(shù)不勝數(shù)。但所有品種均有一個(gè)共同特點(diǎn)，就是其大分子的各個(gè)鏈節(jié)間都是以酯基“COO”相聯(lián)，所以把這類縮聚物通稱為聚酯。以聚酯為基礎(chǔ)制得的纖維稱為滌綸，是三大合成纖維（滌綸、錦綸、腈綸）之一，是最主要的合成纖維。下面主要介紹對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（簡(jiǎn)稱PET）生產(chǎn)工藝。一、主要原料一、主要原料 1對(duì)苯二甲酸對(duì)苯二甲酸（TPA）對(duì)苯二甲酸是芳香族二元羧酸的一種，它在常溫下，外觀為白色晶體，無(wú)毒，易燃。稍溶于熱乙醇，微溶于水，不溶于氯仿、乙醚、醋酸，能溶于堿。物性常數(shù)如下：相對(duì)分子質(zhì)量166.13相對(duì)密度熔點(diǎn)384421升華點(diǎn)402自燃點(diǎn)680升華熱燃燒

5、熱 9-2聚酯纖維聚酯纖維對(duì)苯二甲酸由對(duì)二甲苯、苯酐或甲苯制得，主要用于制造聚酯纖維和塑料。2 2對(duì)苯二甲酸二甲酯對(duì)苯二甲酸二甲酯（DMT）對(duì)苯二甲酸二甲酯是芳香族二元酯的一種，在常溫下，外觀為白色結(jié)晶粉末，無(wú)毒、易燃，其蒸氣或粉塵與空氣混合至一定比例，遇為能發(fā)生爆炸。物性常數(shù)如下：相對(duì)分子質(zhì)量194.18相對(duì)密度熔點(diǎn)140.65沸點(diǎn)288純度99.9%對(duì)苯二甲酸二甲酯由對(duì)苯二甲酸與甲醇酯化，然后經(jīng)重結(jié)晶或真空蒸餾制得。3 3乙二醇乙二醇乙二醇為無(wú)色微粘稠液體。具有較強(qiáng)的吸濕性，有醇味但不能飲用?？梢院退⒋?、醛、吡啶等混溶，微溶于乙醚。其物性常數(shù)如下：相對(duì)分子質(zhì)量62.07熔點(diǎn)13沸點(diǎn)197

6、.6閃點(diǎn)（開(kāi)口）116相對(duì)密度1.1154粘度（20）折射率1.4316膨脹系數(shù)0.00062 9-2聚酯纖維聚酯纖維介電常數(shù)38.66 乙二醇主要由環(huán)氧乙烷水合制取，其用途廣泛，在合成工業(yè)上主要用于生產(chǎn)合成纖維、不飽和聚酯和增塑劑等。其中直接化聚酯法對(duì)苯二甲酸和乙二醇的質(zhì)量要求實(shí)例如下表所示。直接酯化法聚醚對(duì)對(duì)苯二甲酸和乙二醇的質(zhì)量指標(biāo) 4、環(huán)氧乙烷 對(duì)苯二甲酸乙二醇純度光學(xué)密度（NH4OH，380）鉑鈷比色值（NaOH溶液）含水量灰分鉀鐵醛99.9%0.006100.1%0.001%0.003%0.0001%0純度相對(duì)密度沸點(diǎn)鉑鈷比色二縮三縮乙二醇水分酸度灰分鐵外觀99.8%1.113-1

7、.1136（1400.7）100.05%0.1%0.001%0.0005%0.00001%無(wú)色透明9-2聚酯纖維聚酯纖維環(huán)氧乙烷又稱氧化乙烯。就最簡(jiǎn)單的環(huán)醚。在常溫下是無(wú)色氣體，在低溫下是無(wú)色易流動(dòng)液體。有乙醚氣味，有毒。溶于水、乙醇和乙醚等，化學(xué)性質(zhì)非常活潑，能與許多化合物起加成反應(yīng)。能與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限為3.6%78%（體積）。其物性常數(shù)如下：相對(duì)分子質(zhì)量44.050相對(duì)密度熔點(diǎn)111.3沸點(diǎn)1314臨界溫度（氣體） 195.8臨界壓力（氣體）閃點(diǎn)17.8環(huán)氧乙烷由乙烯直接或間接氧化制得。主要用于制乙二醇、非離子型表面活性劑，食品及紡織工業(yè)的熏蒸劑等。二、聚酯纖維的生產(chǎn)原理與

8、工藝二、聚酯纖維的生產(chǎn)原理與工藝1聚酯合成的工藝路線聚酯合成的工藝路線酯交換聚酯路線對(duì)苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路線環(huán)氧乙烷酯化聚酯路線9-2聚酯纖維聚酯纖維（1）酯交換聚酯路線（酯交換聚酯法）酯交換聚酯路線（酯交換聚酯法）是最早（1953年）實(shí)現(xiàn)工業(yè)的聚酯路線。是將對(duì)苯二甲酸二甲酯與乙二醇按（摩爾比）比例混合，在醋酸鋅、醋酸錳和醋酸鈷催化劑的作用下，發(fā)生酯交換反應(yīng)，生成對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯。（2）對(duì)苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路線（直接酯化聚酯法）該路線對(duì)原料對(duì)苯二甲酸和乙二醇的純度要求較高。 H3COOCCOOCH32HOCH2CH2OHZn（CH2COO）2HOCH2CH2COOCCOO

9、CH2CH2OH對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯HOOCCOOH 2HOCH2CH2OHHOCH2CH2COOCCOOCH2CH2OH對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯9-2聚酯纖維聚酯纖維（3）環(huán)氧乙烷酯化聚酯路線（環(huán)氧乙烷法）該路線是1973年開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)的。其反應(yīng)如下： 該反應(yīng)在飽和低分子脂肪胺或季胺鹽存在下，進(jìn)行極為順利，該路線具有成本低；產(chǎn)物低聚物少，容易精制；設(shè)備利用率高，輔助設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)。如果采用高純度的對(duì)苯二甲酸和環(huán)氧乙烷進(jìn)行反應(yīng)，其產(chǎn)物可不經(jīng)過(guò)精制就可以直接用于縮聚成聚酯。 （4）聚酯合成原理用精制后的對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯或它與苯甲酸混合的反應(yīng)物進(jìn)行縮聚反應(yīng)，分離出乙二醇后即得聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，其反應(yīng)

10、如下： HOOCCOOH 2CH2CH2HOCH2CH2COOCCOOCH2CH2OH對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯O9-2聚酯纖維聚酯纖維由于縮聚反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，為了使縮聚反應(yīng)進(jìn)行完全，必須排出反應(yīng)生成的低分子物質(zhì)（乙二醇），為此必須采用真空及強(qiáng)力攪拌，縮聚反應(yīng)最終壓力不大于，才能獲得高相對(duì)分子質(zhì)量的聚酯，一般產(chǎn)品的平均相對(duì)分子質(zhì)量不低于20000，用于制造纖維、薄膜的相對(duì)分子質(zhì)量約為25000。在三種合成路線中，酯交換聚酯法和直接酯化聚酯法現(xiàn)在依然是合成聚酯的兩大主要工藝路線，其生產(chǎn)過(guò)程如圖10-1所示。酯交換聚酯路線是傳統(tǒng)的方法，因工藝技術(shù)成熟，所以至今在工業(yè)生產(chǎn)中仍占有相當(dāng)?shù)牡匚?。直接酯化聚酯?/p>

11、線雖然起步較晚，但與酯交換聚酯路線相比，因具有消耗定額低，乙二醇配料比低，無(wú)甲醇回收，生產(chǎn)控制穩(wěn)定，流程短，投資低等優(yōu)點(diǎn)，而發(fā)展迅速。目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)的聚酯裝置多以后者為主，其生產(chǎn)能力1997年就已達(dá)到152萬(wàn)t/a。 HOCH2CH2COOCCOOCH2CH2OHnHOCH2CH2OHHOCH2CH2COOCCOOCH2CH2COOCCOOCH2CH2OH（n1）Sb2O39-2聚酯纖維聚酯纖維DMT（液體）（液體） 乙乙 二二 醇醇 回回 收收TPA料倉(cāng)料倉(cāng) EG單批單批 DMT槽槽 料倉(cāng)料倉(cāng)漿料混合器漿料混合器熔化槽熔化槽 水分餾塔水分餾塔酯酯化化酯交換酯交換甲醇分餾塔甲醇分餾塔預(yù)縮聚預(yù)縮聚

12、 中等粘度縮聚中等粘度縮聚 排出蒸汽冷凝排出蒸汽冷凝 結(jié)晶干燥結(jié)晶干燥造造粒粒 高粘度的最終反應(yīng)器高粘度的最終反應(yīng)器 熔融擠壓機(jī)熔融擠壓機(jī) 結(jié)結(jié) 晶晶 紡絲長(zhǎng)絲加工紡絲長(zhǎng)絲加工 成成型型 固相縮聚固相縮聚中粘度切片料倉(cāng)中粘度切片料倉(cāng)高粘度切片料倉(cāng)高粘度切片料倉(cāng) 成成型型 紡絲拉伸紡絲拉伸 短纖維短纖維 織物和工業(yè)用絲織物和工業(yè)用絲 薄膜片基薄膜片基 瓶瓶子子 容容器器 塑塑料料簾子線和高強(qiáng)度紗線簾子線和高強(qiáng)度紗線 成型成型TPAEGcatDMT（固體）（固體）水水廢乙二醇廢乙二醇甲醇甲醇廢廢液液9-2聚酯纖維聚酯纖維2聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的生產(chǎn)工藝聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的生產(chǎn)工藝從操作方式上看，

13、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的兩種主要生產(chǎn)路線都有間歇操作和連續(xù)操作之分。相比較而言，直接酯化法聚酯連續(xù)法比間歇法的成本低20%；酯交換法聚酯連續(xù)比間歇的成本低10%。下面主要介紹酯交換法和直接酯化法聚酯的生產(chǎn)工藝。（1 1）酯交換法連續(xù)生產(chǎn)聚酯工藝）酯交換法連續(xù)生產(chǎn)聚酯工藝酯交換法連續(xù)生產(chǎn)聚酯工藝包括酯交換、預(yù)縮聚、縮聚等過(guò)程，其原則工藝流程如圖10-2所示。酯交換酯交換將原料對(duì)苯二甲酸二甲酯連續(xù)加入熔化器中，加熱（1505）熔化后，用齒輪泵送入高位槽中。另將乙二醇連續(xù)加入到乙二醇預(yù)熱器中預(yù)熱至150160后，用離心泵送入高位槽中。將上述兩種原料按摩爾比12分別用計(jì)量泵連續(xù)定量加入酯交換塔上部。分別

14、將催化劑醋酸鋅和三氧化二銻按DMT的0.02%加入量，用過(guò)量的乙二醇配制成液體加入高位槽中，并連續(xù)定量送入連續(xù)酯交換塔上部。連續(xù)酯交換塔是一個(gè)塔頂帶有乙二醇回流的填充式精餾柱的立式泡罩塔?？刂契ソ粨Q溫度為190220，反應(yīng)所生成的甲醇蒸氣通過(guò)塔內(nèi)各層塔板上的泡罩齒縫上升，進(jìn)行氣液交換后進(jìn)入冷凝器冷凝后流入甲醇貯槽中。 9-2聚酯纖維聚酯纖維原料由塔頂加入后，經(jīng)十六個(gè)分段反應(yīng)室流到最后一塊塔板，完成酯交換反應(yīng)，酯交換的生成物由塔底再沸器加熱后流入混合器中。 預(yù)縮聚預(yù)縮聚混合器中的單體經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后，經(jīng)計(jì)量泵、單體預(yù)熱器送入預(yù)縮聚塔底部。預(yù)縮聚塔由十六塊塔板構(gòu)成，控制塔內(nèi)溫度在（2655）。單體由

15、塔底進(jìn)入后，沿各層塔板的升液管逐層上升，在上升過(guò)程中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)所生成的乙二醇蒸氣起攪拌作用，可以加快反應(yīng)速率。當(dāng)物料到達(dá)最上一層塔板后，便得到特性粘度的預(yù)聚物，預(yù)聚物由塔頂物料出口流出，進(jìn)12345678910111213DMTEG催化劑催化劑去甲醇去甲醇貯貯槽槽回收回收EG接真空系統(tǒng)接真空系統(tǒng)去包裝去包裝14159-2聚酯纖維聚酯纖維縮聚縮聚預(yù)聚物由計(jì)量泵定量連續(xù)輸送到臥式連續(xù)真空縮聚釜的入口。該釜為圓筒形的內(nèi)有49枚圓盤(pán)輪的單軸攪拌器，釜的底部有與圓盤(pán)輪交錯(cuò)安裝的隔板隔成的多段反應(yīng)室，如圖10-3所示。以鋅催化劑時(shí)，釜內(nèi)縮聚反應(yīng)溫度不超過(guò)270，加入穩(wěn)定劑后可控制275278，壓力

16、小于。在攪拌器的作用下，物料由縮聚釜的一端向另一端移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行縮聚反應(yīng)。當(dāng)物料到達(dá)另一端時(shí)，聚酯樹(shù)脂的特性粘度逐漸增加到。然后經(jīng)過(guò)連續(xù)紡絲、拉膜或造粒即得其產(chǎn)品。（2 2）直接酯化聚酯生產(chǎn)工藝）直接酯化聚酯生產(chǎn)工藝直接酯化聚酯生產(chǎn)工藝所用的原料對(duì)苯二甲酸與乙二醇的質(zhì)量要求如表10-3所示。其工藝過(guò)程包括酯化與縮聚。酯化反應(yīng)酯化反應(yīng)對(duì)苯二甲酸與乙二醇按摩爾比配料，以三氧化二銻為催化劑，在攪拌下，控制酯化溫度在乙二醇沸點(diǎn)以上。酯化反應(yīng)在如圖10-2所示的反應(yīng)釜中進(jìn)行。用平均聚合度為的酯化物在反應(yīng)器中循環(huán)，酯化物與對(duì)苯二甲酸的摩爾比為?？刂聘膴A套溫度為270，物料在釜內(nèi)第一區(qū)室內(nèi)充分混合

17、，制成粘度為2Pas的漿液。這種漿液穿過(guò)區(qū)室間檔板上的小孔進(jìn)入下一個(gè)區(qū)室，物料在前進(jìn)中進(jìn)行反應(yīng)，最后獲得均一低聚物。反應(yīng)產(chǎn)生的水，經(jīng)蒸餾排出設(shè)備外。 9-2聚酯纖維聚酯纖維縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)設(shè)備與酯交換基本相同，連續(xù)酯化后的產(chǎn)物進(jìn)入縮聚設(shè)備進(jìn)行連續(xù)縮聚反應(yīng)，即得聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。由于直接酯交換法中一般要加入了磷酸三苯酯、亞磷酸三苯酯等穩(wěn)定劑，所以聚酯產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性和聚合度都比酯交換法聚酯高，可以作為生產(chǎn)輪胎簾子線的高質(zhì)量纖維。3 3聚酯的紡絲聚酯的紡絲聚酯纖維是通過(guò)熔融紡絲法生產(chǎn)的，一般是將聚酯樹(shù)脂切片經(jīng)過(guò)真空干燥（真空度，溫度140150，時(shí)間1020h），除去吸附的微量水分，并使

18、樹(shù)脂由無(wú)定型變?yōu)榻Y(jié)晶形后，在惰性氣體的保護(hù)下加熱成熔體。再在一定壓力下定量壓出噴絲孔，冷卻后形成纖維，再經(jīng)拉伸、卷曲、切斷等工序成為一定規(guī)格的可紡短纖維；或在拉伸后進(jìn)行加捻、定型等后處理工序，成為符合各項(xiàng)指標(biāo)的長(zhǎng)纖維。 9-2聚酯纖維聚酯纖維三、聚酯纖維的結(jié)構(gòu)、性能及用途三、聚酯纖維的結(jié)構(gòu)、性能及用途1 1聚酯纖維的結(jié)構(gòu)聚酯纖維的結(jié)構(gòu)聚酯纖維的結(jié)構(gòu)為高度對(duì)稱芳環(huán)的線性聚合物，易于取向和結(jié)晶，具有較高的強(qiáng)度和良好的成纖性及成膜性，結(jié)晶度為40%60%，結(jié)晶速度慢。2 2聚酯纖維的性能聚酯纖維的性能用于聚酯纖維原料的具體性能參數(shù)參見(jiàn)附表9所示。聚酯纖維一般為乳白色，相對(duì)密度為，回潮率很低，具有易洗

19、快干的特性。在紡織時(shí)，容易產(chǎn)生靜電，其紡織品在使用過(guò)程中易積累靜電荷而吸灰塵。聚酯纖維的熔點(diǎn)為255265，軟化溫度230240。遇明火能燃燒，有黑煙并有芳香氣味，離火后自息。聚酯纖維在承受外力時(shí)不易發(fā)生變形，紡織品尺寸穩(wěn)定性好，使用過(guò)程中褶裥持久。耐磨性僅次于聚酰胺纖維。在室溫下，聚酯纖維能耐弱酸、弱堿和強(qiáng)酸，但不耐強(qiáng)堿；對(duì)丙酮、苯、鹵代烴等有機(jī)溶劑較穩(wěn)定，但在酚類及酚類與鹵代烴的混合溶劑中能溶脹。 9-2聚酯纖維聚酯纖維3聚酯纖維的用途聚酯纖維的用途 即可以純紡也或以與其他纖維混紡制成各種機(jī)織物和針織物。聚酯長(zhǎng)絲可用于織造薄紗女衫、帷幕窗簾等，與其他纖維混紡可制成各種棉型、毛型及中長(zhǎng)纖維紡

20、織品。聚酯纖維在工業(yè)上可作為輪胎簾子線、制作運(yùn)輸帶、篷帆、繩索等。 9-3錦綸纖維錦綸纖維錦綸纖維是以聚酰胺基礎(chǔ)制得的纖維，是三大合成纖維之一，也是一種主要的合成纖維。聚酰胺又是制造薄膜及工程塑料的原料，是由飽和的二元酸與二元胺通過(guò)縮聚反應(yīng)制得的一類線性高分子縮聚物。常見(jiàn)的這類縮聚物有聚酰胺-6、聚酰胺-66、聚酰胺-11、聚酰胺-12、聚酰胺-610、聚酰胺612、聚酰胺-1010等，其中以聚酰胺-6和聚酰胺-66的產(chǎn)量最大，約占聚酰胺產(chǎn)量的90%。共同特點(diǎn)，就是其大分子的各個(gè)鏈節(jié)間都是以酰胺基“CONH”相聯(lián)，所以把這類縮聚物通稱為聚酰胺或尼龍。下面主要介紹聚酰胺-6和聚酰胺-66為原料的

21、錦綸生產(chǎn)工藝。一、聚酰胺一、聚酰胺-6-6（錦綸（錦綸-6-6）的生產(chǎn)）的生產(chǎn)聚酰胺-6纖維的商品名稱是錦綸、尼龍-6、卡普隆等，是由已內(nèi)酰胺或-氨基已酸經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的一種合成纖維。1 1、主要原料、主要原料已內(nèi)酰胺在室溫下為白色結(jié)晶體，熔點(diǎn)為6870，沸點(diǎn)為292.5。手觸有潤(rùn)滑感。工業(yè)品有微弱的叔胺氣味。易溶于水、乙醇、乙醚、氯仿和苯等。在水存在下，加熱開(kāi)環(huán)聚合為聚已內(nèi)酰胺，主要用于加工成聚已內(nèi)酰胺纖維。已內(nèi)酰胺主要來(lái)源，以苯酚為原料，經(jīng)環(huán)已醇、環(huán)已酮而得；以環(huán)已烷為原料，用光亞硝化法合成；以甲苯原料，用尼斯亞法合成；不可以糠醛或乙炔為原9-3錦綸纖維錦綸纖維料，用光亞硝化法合成；以甲

22、苯原料，用尼斯亞法合成；不可以糠醛或乙炔為原料合成。2 2原理與工藝原理與工藝（1 1）聚合原理）聚合原理已內(nèi)酰胺在高溫下，微量水存在時(shí)的聚合反應(yīng)如下： 該反應(yīng)為可逆逐步縮聚反應(yīng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率一般為85%90%。未反應(yīng)的單體在高聚物成粒后用水萃取除去。該反應(yīng)的溫度一般控制在250260，并且為防止產(chǎn)物氧化而在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。其引發(fā)劑的用量為已內(nèi)酰胺的0.5%5%，用量多少對(duì)產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量有影響。在反應(yīng)過(guò)程中為了控制產(chǎn)物的最終相對(duì)分子質(zhì)量而需要加入單體量的0.07%0.14%的乙酸或0.2%0.3%的已二酸為相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，紡絲用的聚酰胺-6的相對(duì)分子質(zhì)量為1500023000。（2

23、 2）聚酰胺）聚酰胺-6-6的生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)工藝 工業(yè)上以水為引發(fā)劑，以已內(nèi)酰胺為單體的連續(xù)聚合，可以采用常壓法、高nNH（CH2）5CONH（CH2）5Cn微量H2O9-3錦綸纖維錦綸纖維常壓法常壓法主要用于生產(chǎn)相對(duì)粘度較低（r，相對(duì)分子質(zhì)量為1300014000）的聚酰-6樹(shù)脂，所用的反應(yīng)器為直形VK管和U形VK管。其工藝流程如圖10-4所示。直形VK管高為9m左右，以聯(lián)苯-聯(lián)苯醚為載熱體，采用分段加熱的方式進(jìn)行加熱變。一段溫度為230240；第二段溫度為（2652）；第三段溫度為（2402）。投料前用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)器中的空氣后，再將熔融的（90100）的已內(nèi)酰胺經(jīng)過(guò)濾后，用齒輪泵送入熔體貯

24、罐，并將引發(fā)劑和相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑送入助劑計(jì)量槽，然后按比例將物料從VK管頂部加入，使其慢慢從管內(nèi)多孔擋板間曲折流下。單體在第一段被引發(fā)劑開(kāi)環(huán)并初步聚合；經(jīng)過(guò)第二段和第三段完成平衡聚合反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的水份不斷從反應(yīng)器頂部排出。單體物料在管內(nèi)的平均停留時(shí)間約20h。聚合后熔融的產(chǎn)物用齒輪泵從直形VK管底部送出，可以直接紡絲、也可以鑄帶切片。 U形VK管是兩根并列的雙層夾套直管，下端連通，并通過(guò)旋塞控制兩管之間物料的通過(guò)速度，熔融的已內(nèi)酰胺和助劑通過(guò)助劑計(jì)量槽進(jìn)入第一管，經(jīng)過(guò)第一段（2201）和第二段（2601）聚合反應(yīng)，經(jīng)旋塞進(jìn)入第二管，保持保持（2601）下反應(yīng)。第二管內(nèi)有內(nèi)管，熔融的聚

25、合物溢流通過(guò)內(nèi)管形成膜層以9-3錦綸纖維錦綸纖維保證充分混合，質(zhì)量均勻和較好地排除水汽和氣泡。聚合時(shí)間根據(jù)樹(shù)脂的用途來(lái)確定，單絲用樹(shù)脂為35h左右，簾子線用樹(shù)脂為4070h。聚合好的熔體用齒輪泵送出，可直接紡絲，也可以鑄帶切片。 1234567891012345678910111213已內(nèi)酰胺已內(nèi)酰胺紡絲或鑄帶紡絲或鑄帶去紡絲去紡絲引發(fā)劑與調(diào)節(jié)劑引發(fā)劑與調(diào)節(jié)劑已內(nèi)酰胺已內(nèi)酰胺助劑助劑9-3錦綸纖維錦綸纖維高壓法高壓法高壓法是在250260，條件下，采用直管形反應(yīng)器，助劑用0.13%的水和0.05%的已二酸，制備較高粘度（r左右，相對(duì)分子質(zhì)量為1800022000）的樹(shù)脂，聚合時(shí)間70h左右。聚

26、合后的熔體用齒輪泵送出，可直接紡絲，也可以鑄帶切片。常減壓并用法常減壓并用法該法中所用的反應(yīng)器是兩直形管，第一管分三段加熱使單體聚合，聚合后的熔體用齒輪泵送入第二管的頂部以薄膜的形式通過(guò)真空度為40kPa區(qū)域，蒸出單體和水份，其中所含的5%的單體回收使用，然后進(jìn)入第二管下部的細(xì)徑管中進(jìn)一步聚合成高粘度樹(shù)脂，r或，前者供紡絲用，后者供注塑成型用，其中含低分子物7%10%。生產(chǎn)工藝流程如圖10-5所示。固相縮聚法固相縮聚法該法是將常壓法制備的相對(duì)粘度為的聚酰胺-6樹(shù)脂，經(jīng)過(guò)苯萃取除去單體和低分子物，然后送到回轉(zhuǎn)式真空干燥鼓，在190200下，用高純度氮?dú)獗Ｗo(hù)二進(jìn)行聚合。再在真空度下進(jìn)一步抽出單體和

27、低分子物。樹(shù)脂粘度r，聚合時(shí)間約為1834h。二、聚酰胺二、聚酰胺-66（錦綸（錦綸-66）的生產(chǎn)）的生產(chǎn)聚酰胺-66是已二酸與已二胺的縮聚物，是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的聚酰胺品種，9-3錦綸纖維錦綸纖維也是產(chǎn)量最大的聚酰胺。1 1主要原料主要原料（1 1）已二酸）已二酸已二酸的相對(duì)分子質(zhì)量為，常溫常壓下為白色晶體。熔點(diǎn)153，沸點(diǎn)337，固體密度（18）。溶于甲醇、乙醇、丙酮，微溶于環(huán)已烷，不溶于苯和石油醚，易溶于熱水。已二酸屬于有機(jī)二元羧酸，具有二元羧酸的通性，包括成鹽反應(yīng)、酯化反應(yīng)、酰胺化反應(yīng)等。最主要的性質(zhì)能與二元胺縮聚生成高分子聚合物。是合成聚已二酰已二胺纖維和樹(shù)脂的原料，此外，還可用于生

28、產(chǎn)增塑劑、潤(rùn)滑劑、食品添加劑等。已二酸主要通過(guò)苯酚法和環(huán)已烷法合成。（2 2）已二胺）已二胺已二胺的相對(duì)分子質(zhì)量為，常溫常壓下為白色片狀結(jié)晶。熔點(diǎn)為4041，沸點(diǎn)為196，固體密度（60）。具有吡啶氣味，在空氣中存放易吸收水和CO2，易溶于水，能溶于乙醇和苯。 9-3錦綸纖維錦綸纖維已二胺的化學(xué)性質(zhì)與一元胺相同，在不同的條件下，可以一個(gè)氨基參加反應(yīng)，也可以兩個(gè)氨基參加反應(yīng)。已二胺主要用于合成聚已二酰已二胺纖維和樹(shù)脂的原料，另一小部分用于合成聚癸二酰已二胺纖維的合成。合成已二胺的主要方法有已二酸法、丁二烯法、丙烯腈電解二聚法、已內(nèi)酰胺法和已二醇法。2 2原理與工藝原理與工藝（1 1）聚合原理）聚

29、合原理理論上已二酸與已二胺的縮聚反應(yīng)為：但該縮聚反應(yīng)需要控制嚴(yán)格的兩種單體原料的物質(zhì)的量的比，才能得到高相對(duì)分子質(zhì)量的高聚物。生產(chǎn)中一旦某一單體過(guò)量時(shí)，就會(huì)影響產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量。因此，在進(jìn)行縮聚反應(yīng)前，先將已二酸和已二胺混合制成已二胺-已二酸鹽（簡(jiǎn)稱66鹽），再分離精制，確保沒(méi)有過(guò)量的單體存在，再進(jìn)行縮聚反應(yīng)。 nHOOC（CH2）4COOHnH2N（CH2）6NH2HOOC （CH2）4CO HN（CH2）6NHH （2n1）H2On9-3錦綸纖維錦綸纖維（2）聚酰胺）聚酰胺-66的生產(chǎn)的生產(chǎn)聚酰胺-66的生產(chǎn)過(guò)程主要有：66鹽制備、66鹽的縮聚。6666鹽的制備鹽的制備制備66鹽時(shí)，分別

30、將已二胺和已二酸配制成溶液，然后再混合成66鹽溶液。如果將已二胺與已二酸分別配制成水溶液，控制反應(yīng)溫度為98，可以生產(chǎn)含63%66鹽的水溶液，直接用于生產(chǎn)聚酰胺-66，收率99.9%，這是最理想的工藝。如果以甲醇為溶劑，將兩種單體分別配制溶液，在6070下攪拌混合，中和成鹽，再冷卻析出66鹽，過(guò)濾，在70下真空干燥，得白色結(jié)晶粉末狀66鹽，縮聚時(shí)再配制成60%的水溶液。 聚酰胺聚酰胺-66-66的生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)工藝聚酰胺-66的生產(chǎn)工藝可以分為間歇溶液縮聚法和連續(xù)溶液縮聚法兩種。 nOOC （CH2）4CO HN（CH2）6NH3+nHOOC（CH2）4COOHnH2N（CH2）6NH2nOO

31、C （CH2）4CO HN（CH2）6NH3+HOOC （CH2）4CO HN（CH2）6NHH （2n1）H2On9-3錦綸纖維錦綸纖維 間歇溶液縮聚法間歇溶液縮聚法間歇縮聚的主要設(shè)備是高壓聚合釜，它是以不銹鋼不材質(zhì)，釜外有加熱夾套或盤(pán)管，釜內(nèi)有加熱盤(pán)管，底部呈圓錐形的圓柱形耐壓釜。其生產(chǎn)工藝流程如圖10-6所示。 將66鹽配制成50%60%的水溶液，加入縮聚釜中；同時(shí)，根據(jù)產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量要求加入相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑乙酸或已二酸，如產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量為13000時(shí)，加入量為66鹽的0.5%（質(zhì)量）；控制反應(yīng)溫度為230左右，壓力，保壓2h左右，進(jìn)行預(yù)縮聚成低相對(duì)分子質(zhì)量的聚合體（注意時(shí)間不要太

32、長(zhǎng)，太長(zhǎng)123456789101112131415固體固體66鹽鹽空氣空氣N2聚酰胺聚酰胺-669-3錦綸纖維錦綸纖維容易脫羧）。然后，逐步泄壓，排出水蒸氣，隨著水分的不斷排出，溫度逐步提高、壓力逐步下降，從下降到一定壓力時(shí)，抽真空使壓力達(dá)到左右，保持45min，溫度控制在280以下，防止熱降解，排出水分進(jìn)行最后縮聚。縮聚反應(yīng)完成后，將物料壓出、鑄帶、切粒、干燥，得聚酰胺-66樹(shù)脂。該樹(shù)脂可以作為紡絲或工程塑料的原料。連續(xù)溶液縮聚法連續(xù)溶液縮聚法其工藝流程如圖10-7所示。 1234567891010101112131415161718192021222366鹽鹽9-3錦綸纖維錦綸纖維將制備好

33、的63%66鹽水溶液和相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑乙酸和已二酸等，一起加入靜態(tài)混合器中混合后，送入蒸發(fā)反應(yīng)器，在溫度232、壓力下，保壓3h。然后，將物料送入管式反應(yīng)器，溫度從230升高到285，壓力從逐步降至左右，反應(yīng)3h。再將物料送入后反應(yīng)器，進(jìn)行后縮聚反應(yīng)。制得的聚合物經(jīng)擠壓鑄帶、切粒、干燥，得聚酰胺-66樹(shù)脂。該樹(shù)脂可以作為紡絲或工程塑料的原料。3 3聚酰胺的紡絲聚酰胺的紡絲一般聚酰胺紡絲采用間接熔融紡絲和直接熔融紡絲。間接熔融紡絲法是將聚酰胺切成片狀顆粒，再進(jìn)行紡絲，即切片熔融紡絲。普遍采用的設(shè)備是螺桿擠出機(jī)。直接紡絲法即為熔體直接紡絲，該法具有省去鑄帶、切片、萃取、熔融等工序和設(shè)備，縮短生產(chǎn)

34、周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，成本低等優(yōu)點(diǎn)。熔融紡絲主要包括紡絲和纖維的后加工兩在基本操作過(guò)程。紡絲過(guò)程包括熔體制備、熔體從噴絲孔擠出、絲條拉伸、冷卻固化及絲條上油和卷繞等。聚酰胺長(zhǎng)絲的后加工包括初捻、拉伸、后加捻、熱定型及絡(luò)絲等工序。短纖維的后加工包括集束、拉伸、卷曲、切斷、洗滌、上油、干燥和調(diào)濕等工序。 9-3錦綸纖維錦綸纖維三、聚酰胺的結(jié)構(gòu)、性能及用途三、聚酰胺的結(jié)構(gòu)、性能及用途1 1聚酰胺的結(jié)構(gòu)聚酰胺的結(jié)構(gòu)聚酰胺中酰胺基的存在，可以在大分子中間形成氫鍵，使分子間作用力增大，賦予聚酰胺以高熔點(diǎn)和力學(xué)性能，同時(shí)，也使其吸水率增大。聚酰胺基之間的亞甲基賦予其柔性和沖擊性，聚酰胺中的亞甲基與酰胺基的比

35、例越大，分子間作用力小，柔性越大，吸水率越低。聚酰胺中的酰胺基排列規(guī)整，因此它在適當(dāng)條件下可以結(jié)晶，結(jié)晶度達(dá)50%60%。其聚酰胺-6的晶體為、晶型；聚酰胺-66的晶體為、晶型。另外聚酰胺的性能還受亞甲基的奇偶數(shù)影響，偶數(shù)聚酰胺的熔點(diǎn)比奇數(shù)聚酰胺的熔點(diǎn)高。2 2聚酰胺纖維的性能與用途聚酰胺纖維的性能與用途聚酰胺纖維的原料性能參見(jiàn)附表。聚酰胺纖維具有耐磨性好、耐疲勞強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度高、抗沖擊負(fù)荷性能優(yōu)異、容易染色及與橡膠的附著力好等突出性能，因此，聚酰胺纖維多用于作衣料和輪胎簾子線，其產(chǎn)量?jī)H次于聚酯纖維，居第二位。 9-4腈綸纖維腈綸纖維腈綸纖維學(xué)名聚丙烯腈纖維，是三大合成纖維之一。一般是以丙烯腈

36、為主要單體（含量大于85%）與少量其他單體共聚而得的。由于在外觀、手感、彈性、保暖性等方面類似羊毛，所以有“合成羊毛”之稱。用途廣泛，原料豐富，發(fā)展速度很快。一、主要原料一、主要原料1 1主要單體主要單體丙烯腈丙烯腈丙烯腈的結(jié)構(gòu)式為：CH2CHCN丙烯腈在常溫常壓下是具有獨(dú)特氣味的無(wú)色透明、易流動(dòng)液體。相對(duì)分子質(zhì)量為，沸點(diǎn)為，凝固點(diǎn)為，相對(duì)密度為，易燃、易爆，在空氣中的爆炸極限為3.05%17.0%（體積）。丙烯腈能與苯、甲苯、四氯化碳、甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、醋酸乙酯等許多有機(jī)溶劑以任何比例互溶，丙烯腈也能溶于水。丙烯腈能與水、苯、甲醇、異丙醇、四氯化碳等形成二元共沸物。其中丙烯腈與水的共沸

37、溫度為71，含水12%（質(zhì)量）。 丙烯腈分子中含有碳-碳雙鍵和腈基，化學(xué)性質(zhì)很活潑，能進(jìn)行聚合反應(yīng)（均聚和共聚）、加成反應(yīng)、氰乙基化反應(yīng)等。貯存、運(yùn)輸過(guò)程要加入酚類、胺類阻聚劑。 9-4腈綸纖維腈綸纖維丙烯腈主要用于生產(chǎn)合成纖維、塑料、橡膠等高分子產(chǎn)品。丙烯腈可以通過(guò)環(huán)氧乙烷與氫氰酸的合成法；乙炔與氫氰酸合成法；乙醛與氫氰酸合成法；丙烯氨氧化等方法合成，其中以丙烯氨氧化法為主。下表列出了丙烯氨氧化法生產(chǎn)的丙烯腈質(zhì)量指標(biāo)。純度99%外觀無(wú)色透明沸點(diǎn)范圍7578折光率水份0.5%氫氰酸0.0005%醛（乙醛）0.002%不揮發(fā)組份0.05%（丙烯醛）0.002%鐵0.00001%過(guò)氧化物0.000

38、5%2 2其他單體其他單體商品聚丙烯腈纖維大多數(shù)是以丙烯腈為主體的三元共聚物。工業(yè)生產(chǎn)中主要以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯等為第二單體，用量5%10%就可以減少聚丙烯腈分子間力，消除其脆性，從而可紡制成具有適當(dāng)彈性的合成纖維腈綸纖維。第三單體用量很少，一般是低于5%，主要是改進(jìn)腈綸纖維的染色性能，為此，第三單體多是帶有酸性基團(tuán)的乙烯基單體如乙烯基苯磺酸、甲基丙烯酸、甲叉丁二酸（又稱衣康酸）等；或者是帶有堿性基團(tuán)的乙烯基單體如2-乙烯基吡啶、2-甲基-5乙烯基吡啶等。為了便于控制，最好選擇第二單體與第三單體的9-4腈綸纖維腈綸纖維的競(jìng)聚率都接近于1。 二、聚丙烯腈纖維的生產(chǎn)原理與工藝二、聚

39、丙烯腈纖維的生產(chǎn)原理與工藝 1原理與方法原理與方法聚合原理屬于自由基共聚合反應(yīng)，采用的引發(fā)劑可以是有機(jī)化物、無(wú)機(jī)過(guò)氧化物和偶氮類化合物。工業(yè)上采用的聚合方法有溶液聚合法（又稱“一步法”）和水相沉淀聚合法（又稱“二步法”）。一步法采用油溶性引發(fā)劑，單體和聚合產(chǎn)物者溶解于溶劑之中，其優(yōu)點(diǎn)在于，反應(yīng)熱容易控制，產(chǎn)品均一，可以連續(xù)聚合，連續(xù)紡絲。但溶劑對(duì)聚合有一定的影響，同時(shí)還要有溶劑回收工序。二步法是采用水為介質(zhì)，采用水溶性引發(fā)劑，聚合產(chǎn)物不溶解于水相而沉淀出來(lái)，其優(yōu)點(diǎn)在于，反應(yīng)溫度低，產(chǎn)品色澤潔白；可以得到相對(duì)分子質(zhì)量分布窄的產(chǎn)品；聚合速度快，轉(zhuǎn)化率高，無(wú)溶劑回收工序等。缺點(diǎn)是在紡絲前，要進(jìn)行聚合

40、物的溶解工序。2 2以丙烯腈為主的共聚物生產(chǎn)工藝以丙烯腈為主的共聚物生產(chǎn)工藝（1）以丙烯腈為主的共聚物溶液聚合生產(chǎn)工藝投料配方以丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲叉丁二酸為單體，以硫氰酸鈉的水溶液為溶劑，單體按丙烯腈丙烯酸甲酯甲叉丁二酸配比投料，采用配方如下： 9-4腈綸纖維腈綸纖維單體（三元）17% 淺色劑（二氧化硫脲）0.75%偶氮二異丁腈0.75% 溶劑（硫氰酸鈉水溶液80%-80.5%調(diào)節(jié)劑（異丙醇） 1%3%濃度51%52%）聚合條件聚合條件聚合溫度7680，聚合時(shí)間，高轉(zhuǎn)化率控制在70%75%，低轉(zhuǎn)化率控制在50%55%，攪拌速度5580r/min，高轉(zhuǎn)化率時(shí)溶液中聚合物濃度11.9%12.7

41、%，低轉(zhuǎn)化率時(shí)溶液中聚合物濃度為10%11%。生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝如圖10-8所示。 123467891012511121314151515AIBNTUD溶劑及溶劑及衣康酸衣康酸丙烯腈丙烯腈丙烯酸甲酯丙烯酸甲酯異丙醇異丙醇聚合物溶液聚合物溶液9-4腈綸纖維腈綸纖維將第三單體衣康酸與4%的NaOH配成13.5%的衣康酸鈉溶液，并與偶氮二異丁腈、二氧化硫脲混合后，送入混合器與丙烯腈、丙烯酸甲酯進(jìn)行混合，調(diào)節(jié)pH值為45?；旌虾玫奈锪吓c異丙醇一起經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾，通過(guò)熱交換器控制進(jìn)料溫度后，進(jìn)行聚合釜，并根據(jù)工藝條件進(jìn)行聚合。聚合后的漿液在兩個(gè)脫單體塔內(nèi)真空脫單體，真空度為。從混合器抽出一部分混合液冷卻至9

42、送入噴淋冷凝器作為噴淋液使用，由兩個(gè)脫單體塔出來(lái)的混合蒸汽被噴淋液冷凝成液體，一起返回到混合器循環(huán)使用。蒸汽被冷凝成液體，體積減小而形成真空，聚合物中最終單體含量小于0.2%，可以直接送去紡絲。主要設(shè)備主要設(shè)備聚合釜與脫單體塔示意圖如圖10-9和圖10-10所示。從混合器來(lái)的混合液，在進(jìn)入聚合釜前，先進(jìn)入由分段加熱器和冷凝器組成的進(jìn)料溫度控制器，下段用1水冷卻，上段用60熱水加熱，控制進(jìn)料溫度為1518。聚合采用滿釜操作，物料從底部進(jìn)入從上面出料。釜的高徑比為2111。用夾套調(diào)節(jié)聚合溫度。一、三攪拌葉使聚合液向下流動(dòng)，第二攪拌葉使聚合液向上流動(dòng)。脫單體塔內(nèi)有五層傘，最上層起阻擋作用，防止進(jìn)入物

43、液直沖噴淋冷凝器或真空管道。第二至第五層傘是確保漿液在傘上成薄膜以增加蒸發(fā)面積，使?jié){液內(nèi)的單體和氣體易于逸出。傘圓錐角一般為120度角。漿液進(jìn)入脫單體塔時(shí)采用同 9-4腈綸纖維腈綸纖維心套管，內(nèi)外管各通兩層傘，以保證漿液均勻。 （2）以丙烯腈為主共聚物的連續(xù)水相沉淀聚合生產(chǎn)工藝 以丙烯腈為主共聚物的連續(xù)水相沉淀聚合生產(chǎn)工藝如圖10-11所示。其主要優(yōu)點(diǎn)是可以采用水溶性氧化-還原引發(fā)體系引發(fā)，使聚合在3050之間甚至更低溫度下進(jìn)行，所得產(chǎn)物色澤較白；反應(yīng)熱容易移出，便于控制聚合溫度，產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄；聚合速度快，粒子大小均一，聚合轉(zhuǎn)化率比較高，聚合物含水率低，漿液好處理，對(duì)紡絲溶劑-硫氰

44、酸鈉濃水溶液純度的要求低于一步法，回聚合釜來(lái)去單體噴去單體噴淋冷凝器淋冷凝器進(jìn)料進(jìn)料出料出料冷水冷水冷水冷水熱水熱水熱水熱水排污排污熱水熱水熱水熱水排污排污夾套夾套視鏡視鏡視鏡視鏡傘傘攪拌器攪拌器電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)料溫度控制器進(jìn)料溫度控制器夾套用蒸汽夾套用蒸汽盤(pán)管加熱盤(pán)管加熱去漿液混合貯槽去漿液混合貯槽聚合釜聚合釜9-4腈綸纖維腈綸纖維收工序簡(jiǎn)單。 將貯槽2中的水、引發(fā)劑、表面張力調(diào)節(jié)劑等用計(jì)量泵5連續(xù)送入聚合釜。同時(shí)，由計(jì)量泵和4和6連續(xù)加入第一、第二和第三單體（單體總量為水量的15%40%，其中丙烯腈占85%以上），調(diào)節(jié)好pH值。反應(yīng)物料在聚合釜中停留一定時(shí)間以確保轉(zhuǎn)化率為70%80%。從聚合

45、釜出來(lái)的含單體的高聚物淤漿流入終止釜，用NaOH水溶液改變高聚物淤漿的pH值使反應(yīng)終止。再將高聚物淤漿送至脫單體塔，用低壓蒸汽在減壓下除去未反應(yīng)的單體，單體回收后可以循環(huán)使用。脫除單體的高聚物淤漿經(jīng)離心脫水、洗滌、干燥即得聚丙烯腈共聚物。1234567891011洗滌水洗滌水聚合體聚合體低壓蒸汽低壓蒸汽聚合體淤漿聚合體淤漿回收單體回收單體NaOH水溶液水溶液含單體的含單體的聚合物漿液聚合物漿液9-4腈綸纖維腈綸纖維聚合采用的條件是：氧化劑與還原劑的比例為，引發(fā)劑的用量為單體質(zhì)量的0.1%4%，pH值維持在2之間，聚合溫度3555，反應(yīng)時(shí)間12h，高聚物產(chǎn)率80%85%。為了降低表面張力以使相對(duì)

46、分子質(zhì)量穩(wěn)定，一般要向反應(yīng)混合物中加入硫醇及其他物質(zhì)。3 3丙烯腈共聚物的紡絲丙烯腈共聚物的紡絲由于丙烯腈共聚物受熱時(shí)即不熔化又不熔融，所以只能采用溶液紡絲法干法及濕法紡絲。其中干法紡絲主要生產(chǎn)長(zhǎng)絲，濕法主要生產(chǎn)短絲。用于紡絲的聚丙烯腈的相對(duì)分子質(zhì)量一般為2500080000。由于干法紡絲要求溶液的濃度為28%30%，因而相對(duì)分子質(zhì)量要求低一些，在2500040000之間。（1 1）以硫氰酸鈉溶液為溶劑的濕法紡絲）以硫氰酸鈉溶液為溶劑的濕法紡絲工業(yè)上采用50%的NaSCN水溶液，高聚物的濃度10%13%。并加入適當(dāng)?shù)南♂寗?，以降低溶液的粘度。要求紡絲溶液濃度均勻，含氣泡、灰塵和機(jī)械雜質(zhì)極少。將

47、聚合工段送來(lái)的紡絲溶液經(jīng)計(jì)量泵壓入燭形過(guò)濾器至噴頭，以510m/s的紡絲速度噴出紡絲細(xì)流，在凝固溶中凝固成形。初生的絲條再經(jīng)預(yù)熱溶進(jìn)一步凝固脫水，并給予適當(dāng)?shù)睦旌?，於蒸汽加熱下進(jìn)行高倍率拉伸。拉伸后的纖維再經(jīng)水洗、上油、干燥、熱定型、卷曲、切斷、打包等工序制得聚丙烯腈短纖維。 9-4腈綸纖維腈綸纖維（2）以二甲基甲酰胺為溶劑的干法紡絲）以二甲基甲酰胺為溶劑的干法紡絲 以二甲基甲酰胺為溶劑的干法紡絲要求聚丙烯腈的相對(duì)分子質(zhì)量為不大于50000。基本過(guò)程是將丙烯腈共聚物和二甲基甲酰胺加入溶解釜中溶解，制得濃度為26%30%，粘度為600800s（落球法）的紡絲溶液，經(jīng)過(guò)濾及脫泡后，將紡絲液預(yù)熱，

48、并加入還原性穩(wěn)定劑。紡絲液經(jīng)計(jì)量泵壓入噴絲頭，在加熱條件下噴出，揮發(fā)的溶劑送回收裝置，凝固后的絲束經(jīng)高速拉伸后，洗滌、上油、加捻、定型、卷繞即得聚丙烯腈長(zhǎng)絲。干法制得的纖維具有柔性、彈性、耐磨性較好的優(yōu)點(diǎn)。干法紡絲具有紡絲速度較高，溶劑回收過(guò)程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。不足之處是高溫紡絲操作設(shè)備復(fù)雜，生產(chǎn)效率比濕法低。三、聚丙烯腈及纖維的結(jié)構(gòu)、性能及用途三、聚丙烯腈及纖維的結(jié)構(gòu)、性能及用途1 1聚丙烯腈的結(jié)構(gòu)、性能聚丙烯腈的結(jié)構(gòu)、性能聚丙烯腈為白色粉末狀物質(zhì)，相對(duì)密度為。由于聚丙烯腈大分子中含有負(fù)電性的氰基（CN），它能與-碳原子上的H原子成型牢固的氫鍵。因此，聚丙烯腈不溶于一般的溶劑，并具有很高的軟化點(diǎn)，其理論熔點(diǎn)（267）超過(guò)分解溫度230。所以聚丙烯腈不能用熔融紡絲法紡絲。工業(yè)上采用的是強(qiáng)極性溶劑或濃無(wú)機(jī)鹽溶液，如二甲基甲酰胺、二甲亞砜、二乙基乙酰胺、51.7%NaSCN水溶液、60%ZnCl2等。 9-4腈綸纖維腈綸纖維含有85%以上的丙烯腈共聚物，大分子間的極性雖然有所下降，但仍保持聚丙烯腈原有的基本特性。聚丙烯腈在酸或堿的作用下將部分或全部皂化生成聚丙烯酰胺或聚丙烯酸鹽。通過(guò)共聚、混合紡絲、復(fù)合紡絲等方法可以改進(jìn)聚丙烯腈纖維的染色性、耐熱性、蓬松性與提高回彈性等性能。2 2聚丙烯腈纖維的主要