化学结构 工业上聚丙烯腈由丙烯腈单体通过自由基聚合反应制备,如图1所示。一般所说的聚丙烯腈是指丙烯腈与少量的*二单体(丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等)和*三单体(衣康酸、丙烯磺酸钠等)形成的单取代烯类共聚物。
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,不能采用孔数较多的喷丝头,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,纤维蓬松柔软,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、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。
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聚丙烯腈纤维对原料丙烯腈的纯度要求较高,各种杂质的总含量应**0.005%。聚合的*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;*三单体主要是改进纤维的染色性,一般为含有弱酸性染色基团的衣康酸,含强酸性染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,含有碱性染色基团的-甲基乙烯吡啶等。
聚丙烯腈纤维作为水泥混凝土和沥青混凝土的主要加强筋,聚丙烯腈纤维可明显提高混凝土的抗拉强度、抗疲劳强度和抗弯拉强度,聚丙烯腈纤维显著改善混凝土早期的抗裂性能。聚丙烯腈纤维用于沥青中的显著改善沥青的粘结性、高温稳定性、疲劳耐久性并且聚丙烯腈纤维具有低温防裂和防止反射裂缝的产生,有效提高抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度。聚丙烯腈纤维在混凝土中的真正作用和使用前景已经被工程界认识和接受。
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