偕胺肟改性聚丙烯腈纤维的研究进展

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科技动态与观

察

近年来，螯合纤维作为一种高性能吸附材料具有比表面积大、吸附选择性好、吸附和脱附速率快等优点，而且还能够以线、无纺布、织物等多种形式使用，因此被广泛应用于废水的处理，以及金属离子分离富集和回收分析等方面，并被认为是吸附材料的主要发展方向。聚丙烯腈纤维作为一种主要的合成纤维，柔软性、保暖性和回弹性能优异，而且具有良好的耐光性、耐气候性及化学稳定性[1]，在服装领域和产业领域均有着广泛的应用。更为重要的是，聚丙烯腈纤维上的氰基是具有很强功能潜力的基团，通过氰基的化学转化反应，可以制得系列含功能基团的聚丙烯腈螯合纤维，这些螯合纤维在水处理、贵金属回收以及痕量金属离子分析等方面都有着广泛的应用。近年来，聚丙烯腈基功能纤维在整个螯合纤维研究领域占有相当大的比重，也取得了丰富的成果。其中，含有偕胺肟基团（H2N-C=N-OH）的改性聚丙烯腈纤维通过简单的化学反应即可制备，而且对多种类型的金属离子均具有螯合性能，因此受到广泛关注。国内外对于偕胺肟改性聚丙烯腈纤维的研究比较早也比较系统，早在1963年，美国的Fetscher[2]就通过将聚丙烯腈纤维与羟胺的水溶液或醇溶液作用制备了偕胺肟基纤维材料，并指出这些材料对U等元素具有较高的选择性和吸附量。尽管之后一段时间内有关这种材料的进一步研究鲜见报道，而近年来国内外对这类材料的研究又开始活跃起来。本文将从偕胺肟改性聚丙烯腈纤维的制备反应、与金属离子的相互作用及其应用等方面对其进行综述。

1. 偕胺肟改性聚丙烯腈纤维的制备反应

偕胺肟改性聚丙烯腈纤维可通过聚丙烯腈纤维与羟胺在一定条件下进行反应制得，该反应受到pH 值、反应物浓度、反应温度和时间等多种因素的影

偕胺肟改性聚丙烯腈纤维的研究进展

郭袈，谷瑞

摘要：偕胺肟改性聚丙烯腈纤维制备简单而且对金属离子吸附性能优异，因此成为吸附材料中的研究热点。本文对近年来偕胺肟基聚丙烯腈纤维的制备方法及其与金属离子的相互作用，以及该材料在应用方面的研究现状进行了综述，并对其发展前景进行了展望。

关键词：偕胺肟；聚丙烯腈；金属离子

响，反应条件不同所制备的改性纤维的性能也各异。1984年蔡水源[3]等直接采用聚丙烯腈纤维与盐酸羟胺在60-75℃下回流反应一定时间后得到偕胺肟改性纤维，然而其机械强度及稳定性能均较差。1991年曾汉民等[4]将聚丙烯腈纤维和盐酸羟胺置于碳酸钠溶液中进行反应，发现制得的偕胺肟改性纤维不仅机械性能良好，而且显示出对Au3+极强的吸附性能。随后其课题组对反应条件与纤维结构性能相互关系进行了一系列研究[5-7]，指出纤维中的偕胺肟基含量随着羟胺浓度提高或反应时间延长而提高到一定值后变化趋于平缓，而反应温度也对纤维氰基的转化率和机械性能具有显著影响。当反应在70℃或更高温度条件下进行时，纤维蕴晶区开始融化，导致纤维氰基转化率急剧增加，然而其机械性能却明显下降，尤其当温度达到80℃后，反应一定时间后纤维的蕴晶区几乎完全遭到破坏，导致其断裂强度大幅度下降。因此为获得偕胺肟基含量高、力学性能良好的改性聚丙烯腈纤维，其偕胺肟化反应宜在略低于70℃的温度下以较短时间进行。之后陶庭先、陈国华和李玉泉等[8-10]先后对聚丙烯腈纤维与盐酸羟胺反应的pH值、温度和时间等因素进行了考察，结果表明偕胺肟反应在pH为5-7、温度为70℃左右、时间为2-3h的条件下进行可得到功能基团含量较高而且保持纤维性质的螯合纤维。

2. 偕胺肟改性聚丙烯腈纤维与金属离子的相互作用

2.1 吸附模式研究

曾汉民课题组[11-13]考察了偕胺肟改性聚丙烯腈纤维对Au3+的吸附行为，结果显示该纤维对Au3+的吸附量极高，而且在含Au3+、Cu2+、Zn2+和Cr3+的溶液中对Au3+具有相当高的吸附选择性。提高纤维中偕胺肟基的含量及吸附温度和Au3+的初始浓度等均有利于

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提高吸附量。吴之传等人[14]研究了偕胺肟改性聚丙烯腈纤维对Pb2+、Cd2+和Hg2+的吸附性能，结果显示该纤维对它们都有很强的吸附能力，其吸附的最佳条件参数也可由实验确定，而且在一定的浓度范围内三种离子的吸附都能符合Freundlich型等温方程式。他们还通过不同初始浓度法研究了此纤维分别对水溶液中Ni2+和Cu2+的吸附动力学[15,16]，结果表明两种吸附反应分别符合Freundlich和Langmuir型等温方程式，而且均符合一级反应动力学特征，经计算其活化能分别为13.52 和24.89 kJ/mol。

2.2 改性聚丙烯腈纤维与金属离子的作用机理

偕胺肟基团中存在着具有未成键孤电子的 N和O原子，这些原子能以一对孤电子与金属形成配位键，构成与小分子螯合纤维相类似的稳定结构。然而由于纤维的结构是聚合物结构，使金属离子与改性纤维之间的反应机理非常复杂。

吴之传[17]通过酸性条件下偕胺肟改性聚丙烯腈纤维分别与Fe3+、Co2+、Ni2+、Cd2+ 和Hg2+反应制备了5种配合物。然后采用FTIR比较研究了改性纤维及其与金属离子配合物的结构组成，结果显示在所有的配合物谱图中，C-N，C=N 和 N-O等键的吸收峰均有所加强并移向高波数，意味着偕胺肟基团与金属离子是通过配位键结合的。董永春等人[18]采用XPS、FTIR、DTMA和电导法等手段对偕胺肟改性聚丙烯腈纤维与Fe3+的配合物的结构组成进行了研究，结果表明一个Fe3+能够与纤维表面三个偕胺肟链节单元的三个N原子和三个O原子进行配位反应，配位数为6。Moroi G [19]等人认为，在偕胺肟纤维在吸附水溶液中金属离子的过程中，阴离子同样参与了配位。他们在IR结果的基础上对改性纤维与Hg2+的配合物结构进行了推测，指出一个Hg2+与两个偕胺肟基团中的两个N原子和两个O原子，以及溶液中的两个阴离子（氯离子或硝酸根离子）进行配位反应，形成配位数为6的配合物。另一方面，曾汉民等[20,21]在研究偕胺肟改性聚丙烯腈纤维对Au3+的吸附行为时，首次发现了这种纤维具有氧化还原特性。他们采用WAXD法跟踪纤维在吸附过程单质Au的X射线衍射峰强度随时间的变化，表明在吸附初始阶段X射线谱图上并未出现单质Au的衍射峰，经过一段时间开始有单质Au出现，并随着吸附时间的延长而提高。这表明纤维先是通过配位作用与Au3+结合，并在一定时间后将其还原为单质Au。

综上所述，偕胺肟改性聚丙烯腈纤维与金属离子主要以配位键结合，而且该配位反应不仅受到金属离子种类的影响，也会因为溶液中阴离子的不同而产生差异。同时，偕胺肟基还具有氧化还原能力，可以与

金属离子发生氧化还原作用并将其还原为更低的价态或单质。

3. 偕胺肟改性聚丙烯腈纤维的应用

3.1 贵金属和稀有金属的富集与分离

由于偕胺肟基聚丙烯腈纤维对贵金属和稀有金属离子均具有吸附能力，而且选择性较高，可被有效应用于其在稀溶液中的分离与富集。此外，偕胺肟基聚丙烯腈纤维还能够将Au3+、Pt4+和Ag+等贵金属离子还原为单质金属，不仅吸附容量大，选择性高，而且由于还原的贵金属产物可以在纤维上结晶沉淀，分离回收快速简便，使其在废液中提炼回收贵金属方面展示出良好的应用前景。

3.2 废水处理净化

偕胺肟改性聚丙烯腈纤维吸附金属离子具有选择性高、吸附速度快、易洗脱和再生等优点，通常被应用于工业中废水中重金属离子的去除。此外，由于该纤维可通过配位方式固定金属离子，董永春等人[26]将其作为Fe3+的载体制备成非均相Fenton催化剂，并应用于染料废水氧化降解的过程中。结果表明此催化剂不仅可以在碱性条件下适用，而且具有与Fe3+结合牢固和易于回收等优点，在非均相Fenton体系中展现出良好的应用前景。

3.3 其它方面的应用

由于偕胺肟基改性聚丙烯腈纤维对痕量金属离子具有优异的吸附能力及选择性，使其为痕量金属元素的分析测试提供了有效的手段。而El-Shishtawy RM等人[22]则研究了含偕胺肟基的改性聚丙烯腈纤维的阴离子染料染色性能，结果表明在酸性条件下该纤维可与染料中的磺酸基团以离子键结合，而且染色后纤维具有优异的染色牢度。

4. 展望

综上所述，相关偕胺肟基改性聚丙烯腈纤维材料的

研究证实，其作为功能性材料可有效应用于贵金属或稀有金属离子的吸收富集和废水处理等方面。然而有关偕胺肟基改性聚丙烯腈纤维的力学性能及其对金属离子的吸附机理方面的研究仍显不足。聚丙烯腈纤维经偕胺肟改性后会造成力学性能下降，尤其是当反应在较高温度下进行时，这使得其实现工业化受到限制。另一方面，偕胺肟改性聚丙烯腈纤维与金属离子的作用机理仍有待进一步研究，偕胺肟基团的配位能力与其氧化还原能力之间的联系有待考察。

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科技动态与观

察

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作者简介：郭袈天津工业大学材料学院；谷瑞天津市燃气集团输配分公司

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浅谈对高分子材料的认识

浅谈对高分子材料的认识 214——马欢欢

高分子材料，顾名思义，是指以高分子化合物为基本组成，加入适当助剂，经过一定的加工制成的材料。高分子材料与我们的生活息息相关。我们身边天然的高分子材料，例如棉花、毛、蚕丝和木材中的纤维素等，是我们生活中重要的一部分。随着社会的发展，开始出现了改性天然高分子材料和合成高分子材料，例如塑料、树脂等，极大地改善了我们的生活条件，推动了社会进步。下面我就简单谈一下我对于高分子材料的认识，主要是高分子材料的分类和应用。高分子材料有很多种类。从来源来分，可以分为天然高分子材料、改性天然高分子材料和合成高分子材料。举例来说，蛋白质、天然橡胶、纤维素等属于天然高分子材料，改性淀粉、硝化纤维等为改性天然高分子材料，有机玻璃、涤纶、尼龙等为合成高分子材料。如果根据使用性质来分，可以将高分子材料分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。塑料是用途最广泛的合成高分子。人们常用的塑料是以合成树脂为基础，再加入塑料辅助剂（如填料、增韧剂、稳定剂、交联剂等）制得的。通常，按塑料的受热行为和是否具备反复成型加工性，可以将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料受热时熔融，可进行各种成型加工，冷却时硬化。再受热，又可熔融、加工，即具有多次重复加工性。如，PE,PET等。热固性塑料受热熔化成型的同时发生交联固化反应，形成立体网状结构，再受热不熔融，在溶剂中也不溶解，当温度超过分解温度时将被分解破坏，即不具备重复加工性。如果按照用途来分，可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。通用塑料一般指产量大、用途广、成型性好、价格便宜、力学性能一般，主要作为非结构材料使用的塑料，如PE、PP、PVC、PS等。工程塑料具有较高的力学性能，能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，并且在此条件下能够长时间使用，且可作为结构材料。如PC、PPO、PPS等。特种塑料一般指具有特种功能，可用于航空航天等特殊应用领域的塑料，如氟塑料、有机硅等。早期的橡胶是取自橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料，是一种高弹性的高分子化合物。橡胶按照来源可以分为天然橡胶和合成橡胶两大类。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶是由人工合成方法而制得的，采用不同的原料（单体）可以合成出不同种类的橡胶。合成橡胶又分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。通用合成橡胶是指部分或全部代替天然橡胶使用的胶种，如丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等，主要用于制造轮胎和一般工业橡胶制品。通用橡胶的需求量大，是合成橡胶的主要品种。

聚丙烯腈纤维

聚丙烯腈纤维之物理化学性质及其应用与发展一、前言聚丙烯腈纤维，学名Polyacrylonitril，商品名为Acrylic，大陆称为腈纶。聚丙烯腈纤维为今日已工业化之合成纤维中，最多采多姿的纤维。聚丙烯腈纤维的定义为“属一种人造纤维形成这种纤维的物质是任何长练的聚合体所组成的，此聚合体至少含有85%以上之聚丙烯腈成分”。而经改质过的聚丙烯腈纤维称为改质聚丙烯腈纤维(modacrylic fiber)，其中聚丙烯腈成分占85%以下但至少须含有35%以上(Textile Fiber Product Identification Act 1960)。聚丙烯腈纤维之分类聚丙烯腈纤维为高熔点之聚合物，例如奥隆(Orlon)之熔点为238℃~249℃，聚丙烯腈纤维之熔点约在240℃左右，故加热至融点时容易变质，不能融熔纺丝，一班均采用融液纺丝法。早期因为无适当的溶剂，对于溶剂的选择上，为最大的问题点。直到1948年，美国杜邦公司(Du pont)发现DMF(dimethyl formamide二甲基甲酰胺)为聚丙烯腈纤维之最佳的溶剂，而在1950年大量生产，命名为奥隆(Orlon)。因为聚丙烯腈单独聚合时染色较不易，故除了奥隆及极少数商品之外，现在市场上出售的聚丙烯腈纤维皆为其共聚合物(copolymer)。例如维尼龙N为丙烯腈与醋酸乙烯酯，压克力隆为丙烯腈与苯乙烯之共聚合物。而共聚合之意义在于强化物理性质与改善染色性(导入染色座席使盐基性染料可染或酸性染料可染)，但各个制造厂商对于所使用之共聚合原料均极端的保守秘密，不做任何明确的说明。纯粹聚丙烯腈纤维具有甚高的强度，而改质的聚丙烯腈纤维则强度较低，与黏液嫘萦差不多。各种聚丙烯腈纤维的纵侧面都很类似，唯有截面的形状有异。

聚丙烯腈纤维的改性

五、聚丙烯腈纤维的改性 5.1改性的原因聚丙烯腈纤维被称为合成羊毛，是代替羊毛的一种理想合成纤维，它具有较好的蓬松性、弹性、保暖性，但是其回弹性、卷曲性与羊毛相比仍存在较大的差距。聚丙烯腈纤维吸湿性差的弊端也使其在使用过程中缺少天然纤维的舒适性。此外，聚丙烯腈纤维易于产生静电的积聚，纤维的体积电阻率高达 6.5×1013Ω/cm，影响了纺丝加工性能及其应用。随着生活水平的提高，人们对合成纤维的要求也越来越高，传统聚丙烯腈纤维已不能适应人们的需求，因此需要对聚丙烯腈纤维进行改性。 5.2聚丙烯腈纤维的亲水性改性 5.2.1高聚物分子的亲水化在聚合时引入亲水性单体与AN共聚,增加纤维的亲水性。这种亲水性单体是含有-OH、COOH或其它亲水基团的乙烯基化合物,在国外有大量的专利报道。如日本旭化成曾分别采用乙烯基吡啶和二羰基吡咯化合物等为主的亲水性共聚单体,制得了吸水性PAN纤维。 5.2.2用亲水物共混：可用来共混的亲水性化合物可以分为两种:一种是低分子化合物,另一种是高分子化合物。对溶液纺丝来说,用低分子化合物共混的纺丝溶液宜采用干法纺丝,如西德拜耳公司在PAN纺丝原液中加入5%～10%的甘油或四甘醇,进行干纺,生产高吸水性改性PAN纤维。现在所采用的亲水性化合物逐渐趋向于用高分子化合物,这些高分子化合物有:亲水性轻度交联树脂、聚乙二醇衍生物和聚丙烯酰胺等。 5.2.3与亲水物接枝共聚与亲水性物质接枝共聚，同样可以达到增加纤维中亲水性基团的目的，其工艺要比大分子结构亲水化的方法简单易行。聚丙烯腈可与甲基丙烯酸、聚乙烯醇等接枝共聚，达到改善吸湿性的目的。丙烯腈与天然大豆蛋白通过接枝共聚制得亲水改性聚丙烯腈纤维是又一成功的范例。随着接枝效率的提高，吸湿率相应增加，这是由于大豆蛋白存在于聚丙烯腈纤维的表面的原因。 5.2.4对纤维表面进行碱减量处理用碱减量法对聚丙烯腈纤维进行表面处理，使纤维表面粗糙化，产生沟槽、凹窝，以增强其吸水效果。同时，纤维结构中氰基与酯基在一定浓度碱溶液作用

浅谈对高分子材料的认识

浅谈对高分子材料的认识 20132640214——马欢欢

(2020年整理)聚丙烯纤维的性能及改性.doc

华东理工大学XXXX—XXXX学年第一学期《合成纤维改性》课程论文 XXXX.10 班级材制080 学号10082683 姓名周超开课学院材料学院任课教师刘敏成绩

聚丙烯纤维的性能及改性材制080（10082683）周超摘要：聚丙烯纤维是上个世纪六十年代开发出的新纤维品种。由于其原料来源丰富，生产过程简单，成本低，因而应用广泛。其最大的优点是质地轻，而且保暖性好、耐化学腐蚀，强度及耐磨性好。聚丙烯纤维具有许多优良的性能，但也有蜡感强、手感偏硬、难染色、易积聚静电等缺点。因此对其进行改性，开发新品种已成为聚丙烯纤维发展的主要方向。关键词：聚丙烯，丙纶，染色，细旦，抗菌保健聚丙烯纤维（亦称PP，中国称丙纶）于1960年由公司首先实现工业化生产的新纤维品种，丙烯聚合物有3种构型，纤维生产使用的是等规度大于95%的等规聚丙烯。由于聚丙烯纤维原料来源丰富，生产过程简单，成本低，应用广泛，因此20世纪70年代以后聚丙烯生产发展迅速。1997年其产量已经达到387×104t（占合成纤维总产量的15.6%），超过聚丙烯腈纤维成为仅次于涤纶、棉纶的第三大合成纤维。我国聚丙烯纤维的生产开始的较晚，但发展速度较快，1978~1997年间聚丙烯纤维产量增长了40多倍，而同期合成纤维增长不足10倍。足见聚丙烯纤维发展势头之强劲[1]。以等规为原料纺丝制得的等规聚丙烯,是中最轻的品种；强度为35～ 62cN/dtex；耐磨性仅次于；耐腐蚀性良好，尤其是对无机酸、碱稳定性很好；不发霉,不腐烂,不怕虫蛀等。但染色较困难。目前，可采用染料或颜料熔体着色、色母粒或注射染色等纺成有色丝；也有在聚合时加入添加剂进行共聚或接枝共聚，使聚合体大分子上引入能与染料相结合的极性基团，再按常规法染色。聚丙烯纤维还有耐光性差、静电大、耐燃性差等缺点，可采用加入各种添加剂的方法加以改善[2]。聚丙烯纤维通常采用法生产。将聚丙烯树脂加入立式或卧式螺杆挤出机加热熔融，通过计量泵由喷丝头挤出，在空气中冷却成纤。工业上还采用膜裂成纤法制得割裂和膜裂纤维。聚丙烯纤维熔体纺丝的特点是：①一般用单头等螺距螺杆挤压机,为适应成纤聚丙烯熔体粘度高、流动性差的特点,螺杆压缩比要大，最小为2.8，计量段尽可能短,螺杆长径比范围为20～26。②由于分子量大，纺丝时熔体温度一般比熔点高出100～130℃，也可采用加等方法以降低纺丝温度。③冷却成型过程中结晶速度较快，冷却温度宜稍低[3]。丙纶的纵面平直光滑，截面呈圆形。丙纶最大的优点是质地轻[4]，其密度仅为0.91g/cm3是常见化学纤维中密度最轻的品种，所以同样重量的丙纶可比其他纤维得到的较高的覆盖面积。丙纶的强度高，伸长大，初始模量较高，弹性优良。所

聚丙烯纤维研究现状

纤维混凝土是一种新型的复合材料，是当代混凝土改性研究的一个重要领域，近年来，以钢纤维、合成纤维、碳纤维及玻璃纤维为代表的纤维，在混凝土中应用得到了迅速的发展，纤维混凝土是继钢筋混凝土、预应力混凝土之后的又一次重大突破。由于纤维和混凝土的共同作用，使混凝土具有一系列优越的性能，因而受到国内外工程界的极大关注和青睐，并广泛应用于各工程领域。一、纤维在混凝土中的作用在混凝土中掺入短而细且均匀分布的纤维后，明显具有阻裂、增强和增韧的效果。纤维与水泥基材料复合的主要目的在于克服后者的弱点，以延长其使用寿命，扩大其应用领域。纤维在混凝土中主要起着以下三方面的作用： 1.阻裂作用纤维可阻碍混凝土中微裂缝的产生与扩展，这种阻裂作用既存在于混凝土的未硬化的塑性阶段，也存在于混凝土的硬化阶段。水泥基体在浇注后的24小时内抗拉强度低，若处于约束状态，当其所含水分急剧蒸发时，极易生成大量裂缝，此时，均匀分布于混凝土中的纤维可承受因塑性收缩引起的拉应力，从而阻止或减少裂缝的生成。混凝土硬化后，若仍处于约束状态，因周围环境温度与湿度的变化，而使干缩引起的拉应力超过其抗拉强度时，也极易生成大量裂缝，在此情况下纤维仍可阻止或减少裂缝的生成。 2.增强作用混凝土不仅抗拉强度低，而且因存在内部缺陷而往往难于保证。当混凝土中加入适当的纤维后，可使混凝土的抗拉强度、弯拉强度、抗剪强度及疲劳强度等有一定的提高。 3.增韧作用纤维混凝土在荷载作用下，即使混凝土发生开裂，纤维还可横跨裂缝承受拉应力，并可使混凝土具有良好的韧性。韧性是表征材料抵抗变形性能的重要指标，一般用混凝土的荷载——挠度曲线或拉应力——应变曲线下的面积来表示。另外，还可提高和改善混凝土的抗冻性、抗渗性以及耐久性等性能。应该强调的是纤维混凝土中纤维的作用，并非所有纤维都能同时起到以上三方面的作用，有时只起到其中两方面或单一方面的作用，这与纤维品种、纤维性能、纤维与混凝土界面间的黏结状况以及基体混凝土的类别和强度等级等因素密切相关。二、纤维的分类和性能 1.纤维的分类纤维可以按照不同的原则进行分类。从工程实用观点考虑，可按纤维的材质、弹性模量以及长度分类，见表1. 表1 纤维分类表分类原则类别

建筑工程中聚丙烯腈纤维的应用

建筑工程中聚丙烯腈纤维的应用【摘要】本文主要介绍建筑工程中混凝土出现的裂缝问题及其形成原因，分析了聚丙烯腈纤维在混凝土中的抗裂防渗中的用途及机理，对其在宁夏建筑工程中的应用情况重点做了介绍。【关键词】建筑工程；裂缝；聚丙烯腈纤维；抗裂；防渗 0引言在宁夏近几年出现的建筑中，很多建筑工程都是超长超宽的结构，这类结构的梁、板等水平混凝土构件极易出现裂缝问题，而这种超长结构在国家相关规范中也没有明确的做法；还有些建筑物为了增大它的使用空间，采用了主体结构无缝设计，这就产生了一个问题，大面积混凝土梁板的裂缝，这个问题始终困扰着广大工程技术人员。最近两年，宁夏广大工程技术人员尝试了许多方法来解决这个问题，如留伸缩缝、留后浇带、在混凝土中掺加膨胀剂等等，一些设计人员尝试在水泥混凝土中适量掺加聚丙烯腈纤维，使用纤维混凝土，使混凝土抗裂防渗问题得到了一定程度的解决；宁夏自治区建设厅对聚丙烯腈纤维在全区建筑工程领域中的应用进行了广泛推广。 1聚丙烯腈纤维的技术参数聚丙烯腈纤维是一种新材料，它是以纯丙烯腈（各种杂质的总含量应低于0.005%）为原料﹑以特殊工艺生产的，具有高弹模﹑高抗拉强度、耐腐蚀性好﹑具有良好亲水性的一种高科技产品，就是我们俗称的“腈纶”。聚丙烯腈的另一特点是：这种纤维单位体积内根数

多，可达1.6~10亿根。根据纤维的间距理论，同等重量下纤维数量越多比表面积也就越大，从而使纤维与混凝土的粘结面也就越大，粘结的作用力就会提高，纤维将承担更多的开裂形成的拉应力，与其相应的纤维混凝土发挥的抗裂效果也就越加明显。因此，和其他纤维混凝土相比，聚丙烯腈纤维混凝土有着更良好的性能。现以深圳某公司生产的路威2002II型聚丙烯腈纤维为例介绍：聚丙烯腈纤维和其他合成纤维相比，具有亲水性强、单位重量根数多、抗渗效果好等优点。对于聚丙烯腈纤维在水泥混凝土中的掺加量，一般为每立方混凝土掺量为0.5~1.0公斤/立方，最高为1.0公斤/立方。目前，宁夏地区的建议掺加量为0.8公斤/立方砼；主要用于梁、板、剪力墙、地下车库等结构中，用来抗裂、防冻、结构防水等。在水泥混凝土中掺加纤维是一种新技术，它是伴随着高强混凝土技术的推广运用而生的，该种高性能混凝土只是在原材料的基础上，又增加了一种新的复合材料，取其长而避其短，使混凝土能发挥更好的作用。聚丙烯腈纤维能较好的改善水泥混凝土的脆性，使其在建筑工程中使用的混凝土发挥更高性能的良好途径。 2聚丙烯腈纤维在混凝土中的作用 2.1裂缝产生的原因塑性裂缝产生原因：混凝土在完全凝固之前，强度极其微小，这个时候，如果周围环境温度很高或者风力很大，就会导致混凝土的表面失去水分速度过快，在混凝土中的微小缝隙中造成负压而是体积急剧收缩，这个时候，混凝土本身的强度很小，无法抵抗这种收缩，混

浅谈人造血液与人造血管

浅谈人造血液与人造血管王月悦化科院环科系08080402 摘要：简单介绍了人造血液与人造血管出现的必然性以及国、内外人造血液与人造血管的发展及研究现状。综述了它们的应用，指明了其发展的方向关键词：人造血液、人造血管、必然性、现状、氟碳化合物人工血液(Artificial blood)是指一类具有载氧能力的人造制剂,它能代替血液在组织中进行氧气和二氧化碳的交换[1]。现实生活中，与血管有关的疾病往往是危及人生命的。比如,下肾主动脉、髂动脉以及下行的胸主动脉瘤的膨胀会导致血管扩张;动脉粥样硬化会导致动脉变窄甚至闭塞;颈动脉粥样硬化会导致中风;冠状动脉粥样硬化会导致心脏病,当血管由于动脉硬化老化或破损等原因而不能正常工作时,需进行血管移植。因此我们引入了人造血管的概念,人造血管在血管移植方面发挥着重要的作用[3]。（一）人造血液与人造血管出现的必然性众所周知,如果人体失血超过30%,必须进行输血抢救，但是,在早期的临床上输血往往失败。这又是什么原因呢？1 9 00年,奥地利33岁的生物学家兰特斯坦纳将同一个人的红细胞分别注入几个人的血清中,结果有的血清中发生了凝集反应,有的却没有反应。由此发现人血存在着3种基本组合,即A、B、O三种血型。以后进一步发现,人类的血型为A、B、O、A B四型,并发现一些亚型。血型的发现,奠定了血液分类学的基础,也揭开了输血之所以会失败的奥秘。从此临床上严格规定输血前必须进行血型鉴定。但是,由于血型的限制,血源的匾乏,以及输血前准备工作的繁琐,使科学家们对血液的研究转向研制人造血液。（二）人造血液与人造血管的发展人造血液的发展应该从本世纪30年代说起，那时候的生物学家将重点放在研究血红蛋白的结构上。但是,限于当时的条件,他们只能从人血中提出红细胞,进行脱氧、冷冻和干燥,制成血红素粉保存起来。到用时.用生理盐水配成血红素液,作为血液代用品。然而,这并非是人造血,实际上是人血的提取物。1 9 6 6年,美国医学博士克拉克在实验室里研究氟碳化合物溶液。一次一只老鼠意外地掉进了此溶液中。过了很久,克拉克才察觉这个不速之客,并将其捞出。结果.本应淹死的老鼠却抖抖身子一溜烟地逃之夭夭了。这是什么缘故呢?于是克拉克有意将一只白鼠浸入氟碳溶液中,经浸几小日寸后，捞上来的舀鼠仍安然无恙。克拉克进一步研究证明,氟碳溶液具有很强的含氧能力,其含氧量比水大10倍,是血液的2倍多。克拉克立即意识到它可能是人造血液的理想材料。这个发现开创了人造血液的研究方向。1968年,美国哈佛大学教授盖耶从一只经麻醉的老鼠身上抽去了90%的血液,代之以一种全氟碳乳液,然后将其放入密闭的玻璃罩内,再向罩内加注氧气,10分钟后,麻醉的老鼠不仅苏醒,而且存活了8个小时。这个试验是鼓舞人心的,但氟碳化合物在微细血管里会凝集成簇,产生血疲,堵塞血管,因而仍不具实用价值。1978年2月旧本医生内藤良一用全氟蔡烷和全氟三丙胺的混合物做原料,再经表面活性剂乳化,制得一种牛奶状的白色悬浮液。经动物试验后,又给自己身上

聚丙烯腈基碳纤维及其增强复合材料_柴晓燕

2011年第7期广东化工第38卷总第219期https://www.360docs.net/doc/8210665346.html, · 293 · 聚丙烯腈基碳纤维及其增强复合材料柴晓燕，朱才镇，刘剑洪 (深圳大学化学与化工学院，广东深圳 518060) [摘要]聚丙烯腈(PAN)基碳纤维作为一种高比强度和高比模量的增强型与功能型高性能纤维材料，在航空航天、国防军工及文体用品等方面都有广泛的应用。文章主要介绍了聚丙烯腈基碳纤维的制备、结构与性能及其在复合材料中的应用。 [关键词]碳纤维；增强；复合材料 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2011)07-0293-03 PAN-based Carbon Fibers And Reinforce Composite Materials Chai Xiaoyan, Zhu Caizhen, Liu Jianhong (College of Chemistry and Chemical Engineering, ShenZhen University, Shenzhen 518060, China) Abstract: Polyacrylonitrile carbon fibers were widely used in many fields, such as aerospace, strategical missile, sports and leisure industries, because of which are the most crucial and imperative part of the reinforce of the composition. The paper mainly introduces the production, structure and property of PAN-based carbon fiber, and the applications in the composite materials. Keywords: carbon fibers；reinforce；composite material 碳纤维是由有机纤维经过一系列的热处理转化而成的含碳量在90 %以上的脆性材料，是一种纤维状的碳材料。作为一种新型材料，碳纤维具有低密度、高比强度、高比模量、耐高温和低温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热、热膨胀系数小等一系列的优异性能,结构独特，集众多优异性能于一身，它既可以作为结构材料的增强基承载负荷，又可作为功能材料[1]。由于碳纤维的强度比钢大,相对密度比铝还轻，并且具有上述电学、热学和力学性能，在现代科学技术、现代工业和现代国防的发展中起着重要作用。随着碳纤维产量的提高，碳纤维市场的扩大，价格不断降低，民用应用领域不断扩大。目前碳纤维已经渗透到高尔夫球杆、网球拍、滑雪板、钓鱼竿、游艇、赛艇、汽车构件、火车零件、石油、化工等多个领域，被誉为21世纪最有生命力的新型材料[2]。碳纤维起源于19世纪60年代，而工业化则起步于20世纪50~60年代，是应宇航工业对耐烧蚀和轻质高强材料的迫切需求而发展起来的。l9世纪末，爱迪生首先用碳丝制作了白炽灯的灯丝，1959年，日本大阪工业试验所的近藤昭男发明了利用聚丙烯腈(PAN)纤维制造碳纤维的新方法，这一工艺很快受到重视，并实现了通用型PAN基碳纤维的工业化生产。而英国在此基础上开发了高性能的PAN基碳纤维的生产技术，处于了领先地位。20世纪70年代后，由于美国航天工业的高速发展，极大地促进了聚丙烯腈基碳纤维的发展[2]。目前工业生产中主要采用聚丙烯腈(PAN)纤维、沥青纤维和粘胶纤维为原丝来生产碳纤维[3]。其中粘胶基和沥青基碳纤维用途较单一，产量也较为有限，而聚丙烯腈基碳纤维生产工艺简单，产品力学及高温性能优异，具有良好的结构和功能特性，因而发展较快，成为高性能碳纤维发展和应用的最主要和占绝对地位的品种，主要用于高性能结构及功能复合材料，在航天,航空、兵器、船舶等国防领域具有不可替代的作用。 1 PAN基碳纤维 1.1 PAN基碳纤维的制备工艺 PAN基碳纤维的制备包括PAN原丝的纺丝、预氧化和碳化三大工艺过程。优质的PAN原丝是制造高性能碳纤维的首要条件。原丝纺丝工艺有湿法、干法、干湿法和熔融法等[3-5]，其中干湿法和熔融法是新的发展趋势，而湿法工艺则相对较为成熟。湿法成形的纤维纤度变化小、残留溶剂少，而且容易控制原丝质量，因而湿法纺丝仍是目前广泛应用的纺丝工艺。PAN基碳纤维的制备工艺流程如图1所示。 PAN原丝的预氧化，又称热稳定化，一般在180~300 ℃的空气气氛中进行。因为当温度低于180 ℃时反应速度很慢，耗时太长，生产效率过低；然而，当温度高于300 ℃时将发生剧烈的集中放热反应，导致纤维熔融断丝。在预氧化过程中要对纤维施加适当牵伸以抑制收缩、维持大分子链对纤维轴向的取向。预氧化的目的是使热塑性PAN线形大分子链转化为非塑性的耐热梯形结构，从而使纤维在碳化高温下不熔不燃，继续保持纤维形态[7-9]。预氧化方法包括恒温预氧化、连续升温预氧化和梯度升温预氧化。其中，前两种预氧化方法效率较低，目前主要用于实验室研究，而梯度升温预氧化则是当前工业化生产所普遍采用的。预氧化温度及其分布梯度、预氧化时间、张力牵伸等是影响预氧化过程的主要工艺参数。恰当的预氧化工艺可以在较短的时间内使纤维得到稳定化，为后期碳化提供均质的预氧丝；而不恰当的预氧化工艺则会造成原丝热稳定化的过度或不足，在高温碳化过程中纤维可能发生熔断或形成较多结构缺陷，严重影响最终碳纤维的性能。预氧化过程在整个碳纤维制备流程中耗时最长，预氧化时间一般为60~120 min，碳化时间为几分钟到十几分钟，而石墨化时间则以秒计算。可见，预氧化过程是决定碳纤维生产效率的主要环节。碳化过程一般包括低温碳化和高温碳化两个阶段，低温碳化的温度一般为300~1000 ℃，高温碳化的温度为1100~1600 ℃。碳化时需要采用高纯度氮气作为保护气体。在碳化过程中，较小的梯形结构单元进一步进行缩聚，且伴随热解，向乱层石墨结构转化的同时，释放出许多小分子副产物。非碳元素O、N、H 逐步被脱除，C元素逐步富集，最终生成含碳量在90 %以上的碳纤维。图1 PAN基碳纤维的制备工艺流程[6] Fig.1 The production of PAN-based carbon fiber 1.2 聚丙烯腈基碳纤维的结构丙烯腈(AN)在一定的聚合条件下双键被打开，生成大分子链，同时放出反应热。氰基中的氮原子电负性大于碳原子，使氰基中的碳原子与氮原子间的电子云偏向氮原子，氮原子呈负电性，碳原子呈正电性。与氰基相连的主链上的碳原子与氰基中碳原子之间的电子云由于诱导作用的影响，偏向氰基碳原子，所以形成了很强的偶极矩。同一条聚丙烯腈大分子链上的氰基极性相同，互相排斥，呈现出僵硬的刚性，按照一定角度排列形成了对称的圆棒体，如图2所示。圆棒体的直径约为0.6 nm，长度约为10~100 nm。几根至几十根圆棒平行排列形成了有序的结晶区，而杂乱堆砌的大分子链则形成非晶区，即无定形区如图3所示。聚丙烯腈原丝的预氧化过程从无定形区开始，逐渐发展到结晶区。纤维在预氧化初期是半融状态，丝束结构消失后呈块状的堆垛结构；预氧化中期，块状堆垛结构由束状向片状发散排列结构转变，并且在预氧化的后期趋于稳定。碳纤维是由片状石墨微晶沿纤维轴向方向堆砌而成的所谓“乱层”结构，通常也把碳纤维的结构看成由两维有序的结晶和孔洞组成，其中孔洞的含量、 [收稿日期] 2011-06-10 [作者简介] 柴晓燕(1985-)，女，浙江人，硕士，助教，主要研究方向为碳纤维的结构与性能。

浅谈气密性检测技术及影响检测的因素_吴礼平 (1)

63 C H I N A V E N T U R E C A P I T A L TECHNOLOGY APPLICATION |科技技术应用一、概述气密性是指某一零件对液体或气体的泄漏程度，这一指标涉及很多零部件的制造质量，装配质量。例如：在变速箱中的机油；咖啡壶中的水；燃气炉；蓄电池。气密性的标准值应由使用要求而定，如核工业和航天领域对气密性要求就比一般工业高，而检测方法也取决于检测值的大小。二、应用领域1.汽车行业汽车整车，摩托车，发动机，大灯，减震器，继动阀，喇叭，变速箱，进排气门，化油器，水路、油路系统，气缸体，气缸盖，助力转向系统，电磁阀，蓄电池，空气过滤器，滤清器，喷油嘴，各种密封，制动总泵，水泵，液压泵，预热器，散热器，燃油管路，压力调节阀，阀座，空气悬挂系统，恒温器… 2.医疗行业导管，透析设备，流量阀，毛细吸管，塑料阀，注射器，人造瓣膜… 3.各类容器喷雾器，喷嘴，香水瓶，苏打罐，塑料瓶，烧瓶，食用袋，打火机… 4.家用器具空调器，电冰箱，电池，燃气热水器，电水壶，卫浴器具，咖啡壶，高压锅，各类加热件，煤气灶，烫斗，烤箱，洗衣机… 三、气密性检测的方法通常作气密性时用的方法是加压或抽真空，而作气密性检测的方法确实很多，从非常简单的水箱法到非常复杂的气体探测法，简单简介如下： 1.泡沫法：用肥皂液涂抹零件表面，再加气压，观察气泡。 2.空气/水法：对零件封堵，充入一定压力的空气，待气体稳定后测定压降，根据压降值判断密封性，这是最适合在工业生产中应用的方法，其可在线检测。浅谈气密性检测技术及影响检测的因素南宁八菱科技股份有限公司　吴礼平 3.气体探测法：对一些不能用空气/空气法的领域（如泄漏量很小，大体积，需要知道泄漏点），气体探测法，然而因气体成本高，测试慢等因素，限制了这一方法的大规模使用。常用的气体探测法有两种：（1）将被测件置于可探测的境地，抽真空，由进入探测器的气体量来判别被测件的泄漏量。（2）将被测件内部充入探测气体，然后在外部探测泄漏点及评估大小。此方式被探测极限取决于气体和探测器。很多气体都可选用，常用的是卤元素气体，而最灵敏的是氟利昂。以气体压力变化为基本原理的测量越来越广泛的应用于工业生产中。由于其应用简单，自动化程度高，相对成本低，速度快，精度要，因而极适合装备在车间和自动生产线上。气密性检测是一个较复杂的问题，需要丰富的经验，其难点主要是被测件自身的热力性和可靠的封堵。四、气密性检测方法的选择气密性检测方法很多，针对每种方法的优缺点不同，检测前应根据检漏要求、检漏环境、检测成本等选择合适的检漏方法。选择气密性检测方法要考虑如下几个方面因素：1.确定实际的测试压力测试压力通常选择零部件实际工作状态下的压力，也可根据实际情况调低；如是否有足够压力的气源、安全性、密封夹具设计的考虑及结合产品实际测试的弹性变形及承压情况等特点，选择相适宜的测试压力，该参数也可从验证产品在不同的检测压力下，选取最稳定的测试压力。 2.确定泄漏率泄漏率可以是通过测量漏孔压力下降量。或者是单位时间的介质通过的容积。对于一定体积来讲，制定多大的泄漏率合适，是由你想防止什么样的物质（气体/液体）对该工件漏出/入来决定的。 3.确认泄漏检测的意图摘要：随着科学技术的不断进步，气密性检测技术得到迅速的发展，而且也得到了较为广泛的应用，如被应用于汽车工业中。文章简述了气密性检测常用技术的基本方法，阐述了气密性检测方法的选择、影响气密性测试的因素，并论述了气密性检测技术的发展趋势。关键词：气密性测试；检测方法；检测影响因素成纤维.2006,35(8):17-19. [7]朱清,张光先,张凤秀等.腈纶织物接枝大豆蛋白改性研究[J].纺织科技进展.2010,(2):20-24. [8]杜孟芳,闵思佳,张海萍等.用丝素蛋白涂覆涤纶织物的研究[J].蚕业科学.2007,33(3):427-432. [9]高素华,张光先,琚红梅等.涤纶表面接枝蛋清蛋白改性及其服用性能研究[J] .丝绸.2010(10):6-9. [10]张吉升.涤纶织物的丝胶改性和染色工艺研究[J].合成纤维.2010,39(7):44-47. [11]谢瑞娟,邢铁玲,谢丽莹.丝胶蛋白用于涤纶织物改性的研究[J].丝绸.2002,(11):14-16. [12]潘福奎,潘延松,谢莉青.利用丝胶改善涤纶织物服用性能研究[J].青岛大学学报.2005,20(1):61-63. [13]丁志文.一种胶原蛋白-聚丙烯腈复合纤维及其制备方法[P].中国专利:ZL03156292.2,2005-03-09. [14]吴炜誉,王雪娟,王玲等.高含量胶原蛋白/PVA复合纤维的结构与性能[J].合成纤维工业.2009,32(3):1-4. [15]高波,李守群,徐建军,等.胶原蛋白/聚乙烯醇复合维的初步探索 [J].合成纤维工业2005,28(3):10-12. [16]唐屹.不同连接剂复合的胶原蛋白/聚乙烯醇纤维结构与性能研究[D].四川大学:高分子科学与工程学院,2007. [17]陈武勇,林云周,叶光斗等.金属离子改性的胶原蛋白-聚乙烯醇复合纤维及其制备方法[P].中国专利:CN1696362,2005.5.12. [18]李闻欣,程凤侠,俞从正,等.一种改性胶原蛋白复鞣剂的研制及应用[J].皮革化工,2001,19(1):9-12. [19]Sionkowaska A. Molecular interaction in collagen an-dchitosan blends[J]. Biomaterials, 25(2004): 795-801. [20]华坚,王坤余,顾迎春,等.胶原蛋白-壳聚糖共混溶液的黏度与可纺性能[J].皮革科学与工程,2004,14(2):12. [21]但卫华,周文常,曾睿,等.胶原-壳聚糖共混纺丝液的制备[J].中国皮革,2006,35(7):35-38. [22] 余家会,杜予民,郑化.壳聚糖——明胶共混膜[J].武汉大学学报(自然科学版),1999(45):440-444.

聚丙烯改性

专业：08高分子1班学号：08206020135 姓名：金从伟聚丙烯改性引言：聚丙烯因其具有良好的加工性能和物理、力学、化学性能而获得广泛应用。是目前增长速度最快的通用型热塑性塑料。聚丙烯的主要应用领域为学向拉丝制品，膜片制品及包装容器制品。但近年来将普通聚丙烯经过填充、增强、共混改性再作为原料制作汽车，电器．仪表等工业配套零部件也已成为其主要的应用领域。关键词：聚丙烯;改性 1.物理改性物理改性由于工艺过程简单，生产周期短。所制得材料性能优良。近年来已成为高分子材料一个新的研究热点。常用的改性方法主要有共混改性、填充改性、增强改性等。 1.1 共混改性共混改性是将聚丙烯与橡胶或其它热塑性树脂的弹性体共混制备共混物。最古老和最简单的方法是机械掺合法。共混改性可明显改进低温脆性、冲击强度和耐寒性等。如聚丙烯与乙丙橡胶顺丁橡胶、聚异丁烯等共混，可提高冲击强度3～7倍，提高耐寒性8～ l0倍。聚丙烯除了二元共混体外，还采用了三元共混体系。如玻璃纤维增强聚丙烯和橡胶共混，不但改善了冲击韧性和耐寒性，同时刚性和抗蟠变性能也得到保证，其制品的力学性能可与ABs相媲美。 1．2填充改性为了开拓聚丙烯在工程塑料应用领域中的用途，需要提高聚丙烯的刚性和耐热性，可以添加填充材料，如滑石粉、碳酸钙硫酸钡、云母、石膏、石棉、术粉、炭黑、硅藻粉和高岭土等。填充性主要是提高聚丙烯的刚性、耐热性和尺寸稳定性，并可降低成本 1．3增强改性用玻璃纤维和碳纤维作为增强材料，其最大特点是基体树脂聚丙烯的化学稳定性强，可提高抗张、抗弯曲和冲击强度，降低成型收缩率。经增强后的聚丙烯，其性能与尼龙、聚甲醛、聚碳酸脂等工程塑料相当。玻璃纤维增强聚丙烯既保持了聚丙烯成本低的特点，且在玻璃纤维增强热塑性塑料中，其比重最小，困而在重量和秽_格上占有优势，且具有流动性大、成型条件幅脚宽、耐水性和耐化学侵蚀性好的特点。所以，聚丙烯中添加玻璃纤维后，其耐热刚性、尺寸稳定性、耐蠕变性和机械强度等都有很大的提高，可作为工程塑料而广泛应用。同时，其要食品卫生方面无害，尤其是电性质良好 1．4添加助剂改性为使聚丙烯性能适合各方面的需要，添加抗氧剂和紫外线吸收剂可提高聚丙烯的耐气展性}添加阻燃剂可降低聚丙烯的易燃性；添加成核剂可增强聚丙烯的透明性和光泽性。并可缔短成型周期等}添加其它助剂如抗氧剂、润滑剂、热稳定剂、发泡剂、着色剂等，可以改善聚丙烯的耐老化性、加工稳定性，抗静电性能等。 2. 化学改性

聚丙烯腈

聚丙烯腈组员：刘俭翔，余波摘要：聚丙烯腈主要用于制造合成纤维（如腈纶）。用85%以上的丙烯腈和其他第二，第三单体共聚的高分子聚合物仿制的合成纤维。聚丙烯腈纤维的中国商品名。俗称人造羊毛。关键词：丙烯腈，聚丙烯腈一、概述英文简写：PAN 聚丙烯腈纤维的研发趋势，可以归纳为二个方面；其一，是新成纤工艺研究，如采用增塑剂法，合成聚丙烯腈共聚物，以期降低聚丙烯腈大分子间的相互作用从而降低聚合物的熔点，来采用熔融纺织工艺或提高干喷湿纺工艺中纺丝浆液的浓度，达到提高成纤后原丝力学性能的目的。其二，是研究聚丙烯腈纤维的新品种，例如阻燃性聚丙烯腈纤维，高收缩性聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈纤维纺丝过程中的在线着色技术，抗静电聚丙烯腈纤维，高吸水率聚丙烯腈纤维，细旦丝纤维，复合聚丙烯腈纤维，抗菌防臭聚丙烯腈纤维，远红外聚丙烯腈纤维，高强高模聚丙烯腈纤维等二、单体聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的。单体分子结构式：丙烯腈聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的。主要用于制聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈纤维（俗称晴纶）的强度并不高，耐磨性和抗疲劳性也较差。聚丙烯腈纤维的优点是耐候性和耐日晒性好，在室外放置18个月后还能保持原有强度的77%。它还耐化学试剂，特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。三、丙烯腈的概述 1、1893年已经在实验室合成； 1930年被工业上用于合成耐油丁腈橡胶；在丙烯产品系列中居第二，仅次于聚丙烯，是三大合成材料(纤维、橡胶、塑料)的重要化工原料； 2、丙烯腈的物理性质丙烯腈，英文名Acrylonifrile（简称CAN）；化学分子式：CH2=CH-CN；分子量：53.1；

碳纤维复合材料

碳纤维复合材料碳纤维增强复合材料(Carbon Fibre-reinforced Polymer, 简称CFRP)是以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以树脂、陶瓷、金属、水泥、碳质或橡胶等为基体所形成的复合材料，简称碳纤维复合材料。碳复合材料的特性主要表现在力学性能、热物理性能和热烧蚀性能三个方面。 (1)密度低(1.7g/cm3左右)在承受高温的结构中，它是最轻的材料;高温的强度好，在2200oC时可保留室温强度;有较高的断裂韧性，抗疲劳性和抗蠕变性;而且拉伸强度和弹性模量高于一般的碳素材料，纤维取向明显影响材料的强度，在受力时其应力-应变曲线呈现"假塑性效应"即在施加载荷初期呈线性关系，后来变成双线性关系，卸载后再加载，曲线仍为线性并可达到原来的载荷水平。 (2)热膨胀系数小，比热容高，能储存大量的热能，导热率低，抗热冲击和热摩擦的性能优异。 (3)耐热烧蚀的性能好，热烧蚀性能是在热流作用下，由于热化学和机械过程中引起的固体材料表面损失的现象,通过表层材料的烧蚀带走大量的热量,可阻止热流入材料内部, C-C材料是一种升华-辐射型材料。复合原理它以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以碳或石墨化的树脂作为基体。复合以后的这种材料在高温下的强度好，高温形态稳定，升华温度高，烧蚀凹陷性，平行于增强方向具有高强度和高刚性，能抗裂纹传播，可减震，抗辐射。碳纤维增强尼龙的特色碳纤维具有质轻、拉伸强度高、耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变、导电、传热等特色，与玻璃纤维比较，模量高3?5倍，因而是一种取得高刚性和高强度尼龙资料的优秀增强资料。碳纤维复合资料可分为长（接连）纤维增强和短纤维增强两大类。纤维长度可从300~400m 到几个毫米不等。曩昔10年中，大家在改善不一样品种的碳纤维复合资料加工办法和功能方面投入了许多的研讨。从预浸树脂到模塑法加工，从短纤维掺混塑料注射加工到层压成型，在碳纤维复合资料及制品制造方面积累了许多成功的经历。当前普遍认为，长（接连）纤维有高强、高韧方面的优越性，短切纤维有加工性好的特色。因而，长碳纤维复合资料在加工上完善成型技术、短碳纤维复合资料进一步进步力学功能是碳纤维复合资料开展的方向。依据碳纤维长度、外表处理方式及用量的不一样，还能够制备归纳功能优秀、导电功能各异的导电资料，如抗静电资料、电磁屏蔽资料、面状发热体资料、电极资料等。碳纤维增

聚丙烯改性

聚丙烯纤维的表面改性学院：同济大学浙江学院姓名：董瀚学号：090736 摘要：结合聚丙烯( PP) 纤维分子结构特点、表面特性以及在水泥基材料应用中存在的问题, 研究了等离子处理方法对聚丙烯纤维表面的改性技术。关键词：聚丙烯纤维; 表面改性；等离子处理 Research Progress in Surface Modification Technology of PP Fiber ABSTRACT：In this article, we discussed the molecule structure and surface characteristics of PP fiber and the problems whenthey were used in cement matrix material. The surface modification technology of PP fiber was also researched with corona treatment with coupling agent. KEYWORDS：polypropylene fiber; surface modification；corona treatment 1 前言近年来, 聚丙烯( PP) 纤维在抗裂要求较高的混凝土工程中得到迅速的推广应用, 其出色的阻裂效果已得到试验及工程的证实。但同时也存在一些致命缺点: 表面光滑; 表面能低; 分子链上不含任何活性基团, 而且表面疏水, 以致于纤维在水泥基材料中不易分散; 与水泥基材的物理化学粘接性能较差等,严重制约了其在水泥基材料中的应用。因此对纤维表面进行适当的改性, 提高其在水泥基材料基体中的分散性和界面结合力是聚丙烯纤维扩大应用的关键所在。本文主要介绍等离子处理方法（塑性开裂性能的缺陷）。 2 PP 纤维的结构和性能聚丙烯是一种结构规整的结晶型聚合物, 为乳白色, 无味, 无毒, 质轻, 是聚烯烃的一种, 密度为0190~ 0. 91g/ cm3, 不溶于水, 熔点为165 ℃ , 燃点为590 ℃; 耐热性能良好; 聚丙烯几乎不吸水, 耐蚀性能良好, 与大多数化学品, 如酸、碱和有机溶剂接触不发生作用; 物理机械性能良好, 抗拉强度330 ~414MPa, 极限伸长率200% ~ 700% , 弹性模量为3.92~ 4. 90GPa; 耐光性能差【1】。聚丙烯纤维是聚丙烯切片经纺丝、拉伸工艺制成的纤维级产品, 其抗拉强度、极限伸长率以及弹性模量随制作工艺不同而变化较大【2】。聚丙烯纤维虽然具有很好的力学性能, 耐化学侵蚀, 但也存在一些致命缺点, 分子不带有极性基团、表面呈化学惰性和憎水性、在水泥基材料的应用中存在与基材的粘结性和抗蠕变性能较差的缺点。众所周知, 水泥基材料耐久性的重要地位并不亚于强度和其它性能, 而耐久性不足最终都归结为材料开裂。在水泥基材料中掺入高弹性模量的钢纤维, 其作用主要是阻止硬化材料破坏时的裂缝扩展, 使硬化材料在开裂后仍能保持一定的抗拉强度。与钢纤维相比, 聚丙烯纤维的掺入能有效的抑制早期( 塑性期和硬化初期) 水泥基材料由于离析、泌水、收缩等因素形成的原生裂隙的发生和发展, 减少原生裂隙的数量和尺寸。因此, 聚丙烯纤维和钢纤维的阻裂效应是不同的, 它们分别改善了不同时期水泥基材料的性能。在一些对水泥基材料裂缝要求严格的工程中, 掺用聚丙烯纤维则有可能获得更为满意的效果, 因钢纤维在材料开裂后方能发挥阻裂效应,有些场合并无实际意义, 而水泥基材料在早期易发生塑性开裂性能的缺陷, 却可通过掺入聚丙烯纤维得到解决和改善。