纺织词典——聚丙烯腈纤维（腈纶）

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　　聚丙烯腈纤维是聚丙烯腈纤维在我国的商品名，国外则称为“奥纶”、“开司米纶”。通常是指用85%以上的丙烯腈和第二和第三单体的共聚物，经湿法纺丝或干法纺丝制得的合成纤维。丙烯腈含量在35%～85%之间的共聚物纺丝制得的纤维称为改性聚丙烯腈纤维。 　　简介 　　即平常所说的“聚丙烯腈纤维（jīnglún)。英文名:polyacrylonitrilefiber 　　聚丙烯腈纤维的主要生产工艺：聚合→纺丝→预热→蒸汽牵伸→水洗→烘干→热定形→卷曲→切断→打包。　聚丙烯腈纤维的性能极似羊毛弹性较好,伸长20%时回弹率仍可保持65%，松散卷曲而柔软，保暖性比羊毛高15%，有合成羊毛之称。强度22.1～48.5cN/dtex，比羊毛高1～2.5倍。耐晒性能优良，露天曝晒一年，强度仅下降20%，可做成窗帘、幕布、篷布、炮衣等。能耐酸、耐氧化剂和一般有机溶剂，但耐碱性较差。纤维软化温度190～230℃。

　　

　　聚丙烯腈纤维纤维有人造羊毛之称。具有柔软、膨松、易染、色泽鲜艳、耐完、抑菌、不怕虫蛀等优点，根据不同的用途的要求可纯纺或和天然纤维混纺化纤织物，其面料品被广泛地用于工作装、装饰、产业等领域。 　　聚丙烯腈纤维可和羊毛混纺化纤织物成毛线，或织成毛毯、地毯等，还可和棉、人造纤维、其他合成纤维混纺化纤织物，织成各种衣料和室内用品。聚丙烯腈纤维整理的膨体毛条可以纯纺，或和粘胶纤维、羊毛混纺化纤织物，得到各种规格的中粗绒线和细绒线“开司米”。 　　区别 　　一、粘胶(吸湿易染) 　　是人造纤维素纤维，由溶液法纺丝制得，由于纤维芯层和外层的凝固速率不一致，形成皮芯结构（从横截面切片可明显看出）。粘胶是一般化学纤维中吸湿强的，上色性很好，穿着舒适感好，粘胶弹性差，湿态下的强度，耐磨性很差，所以粘胶不耐水洗，尺寸稳定性差。比重大，织物重，耐碱不耐酸。 　　粘胶纤维用途广泛，几乎全部类型的布料品都会用到它，如长丝作衬里、漂亮绸、旗帜、飘带、轮胎帘子线等；短纤维作仿棉、仿毛、混纺化纤织物、交错等 　　二、涤纶(挺括不皱) 　　特点：强度高、耐冲击性好，耐热，耐腐，耐蛀，耐酸不耐碱，耐完性很好（仅次于聚丙烯腈纤维），曝晒1000小时，强力保持60-70%，吸湿性很差，上色困难，织物易洗快干，保形性好。具有“洗可穿”的特点 　　用途： 　　长丝：常作为低弹丝，制作各种面料品； 　　短纤：棉、毛、麻等均可混纺化纤织物，工业上：轮胎帘子线，渔网、绳索，滤布，缘绝材料等。涤纶是目前化学纤维中用量大的。 　　三、锦纶(结实耐磨) 　　大优点是结实耐磨，是优的一种。密度小，织物轻，弹性好，耐劳累破坏，化学稳定性也很好，耐碱不耐酸！ 　　大缺点是耐日完性不好，织物久晒就会变黄，强度下降，吸湿也不好，但比聚丙烯腈纤维，涤纶好。 　　用途：长丝，多用于针织物和丝绸工业；短纤，大都和羊毛或毛型化学纤维混纺化纤织物，作华达呢，凡尼丁等。工业：帘子线和渔网，也可作地毯，绳索，传送带，筛网等 　　四、聚丙烯腈纤维(膨松耐晒) 　　聚丙烯腈纤维纤维的性能很像羊毛，所以叫“合成羊毛”。 　　分子结构：聚丙烯腈纤维在内部大分结构上很独特，呈不规则的螺旋形构象，且没有严格的结晶区，但有高序排列和低序排列之分。由于这种结构使聚丙烯腈纤维具有很好的热弹性（可整理膨体纱），聚丙烯腈纤维密度小，比羊毛还小，织物保暖性好。 　　特点：耐日完性和耐气候性很好（居位），吸湿差，上色难。 　　纯粹的丙烯腈纤维，由于内部结构紧密，服用性能差，所以通过加入第二，第三单体，改善其性能，第二单体改善：弹性和手感，第三单体改善上色性。 　　用途：主要作民用，可纯纺也可混纺化纤织物，制成多种毛料、毛线、毛毯、休闲服也可：人造毛皮、长毛绒，膨体纱，水龙带，阳伞布等。 　　五、维纶(水溶吸湿) 　　大特点是吸湿性大，合成纤维中好的，号称“合成棉花”。强度比锦、涤差，化学稳定性好，不耐强酸，耐碱。耐日完性和耐气候性也很好，但它耐干热而不耐湿热（收缩）弹性差，织物易起皱，上色较差，色泽不鲜艳。 　　用途：多和棉花混纺化纤织物：细布，府绸，灯芯绒，内衣，帆布，阻水布，包装材料，劳动服等。 　　六、丙纶(质轻保暖) 　　丙纶纤维是常见化学纤维中轻的纤维。它几乎不吸湿，但具有良好的芯吸能力，强度高，制成织物尺寸稳定，耐磨弹性也不错，化学稳定性好。但：热稳定性差，不耐日晒，易于老化脆损。 　　用途：可以织袜，蚊帐布，被絮，保暖填料、尿布湿等。工业上：地毯、渔网，帆布，水龙带，医学上带代替棉花纱线布，做卫生用品。 　　七、氨纶(弹性纤维) 　　弹性好，强度差，吸湿差，有较好的耐完、耐酸、耐碱、耐磨性。 　　用途：氨纶利用它的特性被广泛地使用于内衣，女性用内衣裤，休闲服，休闲服，短袜，连裤袜，绷带等为主的布料领域，医疗领域等。氨纶是追求动感及便利的高性能衣料所必需的高弹性纤维。氨纶比原状可伸长5-7倍，所以穿着舒适、手感柔软、并且不起皱，可始终保持原来的轮廓。 　　生产历程 　　早在100多年前人们就已制得聚丙烯腈但因没有合适的溶剂，未能制成纤维。1942年，德国人H.莱因和美国人G.H.莱瑟姆几乎同时发觉了二甲基甲酰胺溶剂，并成功地得到了聚丙烯腈纤维。1950年，美国杜邦公司首先进行工业生产。以后,又发觉了多种溶剂形成了多种生产工艺。1954年，联邦德国法本拜耳公司用丙烯酸甲酯和丙烯腈的共聚物制得纤维，改进了纤维性能，提高了有用性，促进了聚丙烯腈纤维的进展。1984年，聚丙烯腈纤维的世界产量为2.4Mt。 　　生产方法 　　聚丙烯腈纤维对原材料丙烯腈的纯度要求较高,各种杂质的总含量应低于0.005%。聚合的第二单体主要用丙烯酸甲酯，也可用甲基丙烯酸甲酯，目的是改善可纺性及纤维的手感、柔软性和弹性；第三单体主要是改进纤维的上色性，一般为含有弱酸性上色基团的衣康酸，含强酸性上色基团的丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、对甲基丙烯酰胺苯磺酸钠，含有碱性上色基团的-甲基乙烯吡啶等。 　　聚合 　　聚合工艺分为以水为介质的悬浮聚合和以溶剂为介质的溶液聚合两类。悬浮聚合所得聚合体以絮状沉淀析出，需再溶化于溶剂中制成纺丝溶液。溶液聚合所用溶剂既能溶化单体又能溶化聚合体,所得聚合液直接用于纺丝。溶液聚合所用溶剂有二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、硫氰酸钠和氯化锌等。采纳前两种有机溶剂的聚合时间一般在10h以上，但溶化力强纺丝溶液的浓度较高，可适当提高纺丝速度，溶剂回收也较简便，所得纤维性能较好，且对设备的材质要求较低；而用后两种无机溶剂，聚合时间仅需2h，所得纤维白度较好。 　　纺丝 　　纺丝液一般为聚丙烯腈聚合体，数均分子量为53000～106000，其纤维白度较好，热分解温度200～250℃，熔点达320℃。因此，聚丙烯腈纤维用高聚物溶液的湿法纺丝和干法纺丝制得。干法纺丝的纺丝液浓度为25%～30%,纺丝速度快但因喷丝头喷出的细流固化慢，固化前易粘结，不能采纳孔数较多的喷丝头，纺丝溶剂仅二甲基甲酰胺一种,所得纤维结构均匀致密适于织制仿真丝织物。湿法纺丝适于制作短纤维，纤维松散柔软，宜织制仿毛织物，所用的纺丝溶剂除溶液聚合用的溶剂外，还有二甲基乙酰胺、碳酸乙烯酯、硝酸等，大部分溶剂的沸点较高，在纺丝过程中不易蒸出。80年代，研究了用熔体纺丝法制聚丙烯腈纤维，以水为聚合体的增塑剂，无需制备聚合体原液，省去溶剂的回收和循环系统，纤维的物理性能和干法或湿法纺丝制得的纤维基本相同，现已进入中间试验阶段。 　　改性品种 　　突出的有丙烯腈和氯乙烯共聚纤维，是将丙烯腈和氯乙烯共聚所得的共聚物溶于丙酮，再经干法纺丝或湿法纺丝制得。1949年，由美国联合碳化物公司首先生产，由于氯乙烯含量占50%～60%，因此防火性能良好，且具有自熄性，但上色性稍差。 　　主要功能 　　1．提高沥青混凝土合料的分散作用： 　　2．在沥青混凝土中起到加稳定性：　 　　3．增强沥青砼的韧性和抗低温能力： 　　4．提高沥青砼的韧性和抗低温能力： 　　5．减少承久变形，提高防滑，耐磨能力： 　　6．减少温度对沥青路面的影响，提高沥青砼的水稳定： 　　7．提高不泥混凝土的抗裂能力： 　　8．提高水泥混凝土，砂浆的抗冻性、耐久性，抗渗性等： 　　9．降低水泥混凝土的脆性，使已开裂的混凝土强度得到保证； 　　10．提高混凝土的耐久性，抗拉强度和韧性； 　　11．提高抗冲击力，抗震和抗裂性能。 　　施工建议 　　水泥混凝土的掺量 　　①一般每站方米混凝土掺量为0.5-1.0kg。 　　②根据砂料、石料、水泥用量的变化为工程对抗裂的要求，可适当调整纤维的掺量，高为1.5kg/m³。 　　建议：不同的基料颗粒级配对掺混效果影响很大，故完可能选择良好的级配。 　　应用领域 　　高性能混凝土道路路面、桥梁面板、机场道面、堆石坝面板、抗震防爆等水泥混凝土工程 　　高速公路、市政道路、机场路面、桥面铺装、收费站等高等级沥青路面工程

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