Poliakrilnitril por, kémiai képlet (C3H3N) n, CAS 25014-41-9, egy polimer vegyület, amelyet akrilnitril monomer szabad gyökös polimerizációjával nyernek. A makromolekuláris lánc akrilnitril egységei közös farokszerűen kapcsolódnak egymáshoz. Főleg poliakrilnitril szálak (PAN) előállítására használják, a szilárdság nem magas, és a kopásállóság és a fáradtságállóság is gyenge. A poliakrilnitril szál előnyei a jó időjárás- és napállóság, és 18 hónapos szabadban történő elhelyezés után is meg tudja őrizni eredeti szilárdságának 77%-át. Ellenáll a kémiai reagenseknek, különösen a szervetlen savaknak, a fehérítőpornak, a hidrogén-peroxidnak és az általános szerves reagenseknek.
A poliakrilnitril (PAN), mint nagy teljesítményű{0}}szintetikus anyag, egyedülálló molekulaszerkezetének és kémiai tulajdonságainak köszönhetően több területen is pótolhatatlan alkalmazási értéket mutatott be. Alapvető alkalmazásai hat irányt fednek le: szénszál-prekurzorok, textilanyagok, ipari tervezés, orvosi és egészségügy, energiatárolás és környezetvédelmi technológia, teljes ipari láncot alkotva az alapanyagoktól a csúcskategóriás alkalmazásokig.
Szénszál prekurzor: a csúcsminőségű{0}gyártás sarokköve
Ez a szénszálak előállításának alapvető nyersanyaga, és a szénszálak körülbelül 90%-a világszerte PAN-t használ prekurzorként. A PAN-szálak 3,5-7,0 GPa szakítószilárdsággal és 230-630 GPa modulussal nagy teljesítményű szénszálakká alakíthatók át olyan eljárásokkal, mint az előoxidáció és a karbonizálás. Széles körben használják a repülőgépiparban, az autóiparban, a szélenergia-termelésben és más területeken.
Tipikus eset:
Repülés: A hazai gyártású C919-es repülőgépek kulcselemei, mint például a szárnyak és a farokszárnyak, PAN alapú szénszálas kompozit anyagokból készülnek, amelyek 30%-kal csökkentik a tömeget és 15%-kal javítják az üzemanyag-hatékonyságot a hagyományos fémanyagokhoz képest.
Autóipar: A Tesla Model S karosszériája PAN szénszál-erősítésű műanyagból (CFRP) készül, ami 10%-os súlycsökkenést és 8%-os hatótávolságot eredményez.
Szélenergia-termelés: A Vestas V236-15,0 MW szélturbina lapátjai PAN szénszálat használnak, 115,5 méter hosszúak, és az energiatermelés hatékonysága 20%-kal magasabb, mint az üvegszálas lapátoké.
Technológiai áttörés: A Shenzhen Egyetem együttműködik a vállalatokkal a tömeg elérése érdekébenpoliakrilnitril porT1000-es minőségű szénszálak ezer tonnás szinten, 6,8 GPa szilárdsággal és 320 GPa modulussal. A hazai nagyrepülőgép-ellátó rendszerben alkalmazták, megtörve a külföldi technológiai monopóliumot.
Textilanyagok: a szintetikus gyapjú továbbfejlesztett változata
A poliakrilnitril szál (PAN) a gyapjúra emlékeztető megjelenése és kézi tapintása miatt „szintetikus gyapjúként” ismert, és előállítása a teljes szintetikus szál több mint 15%-át teszi ki. A kopolimerizációs módosítás révén az akrilszálak antisztatikus, égésgátló, antibakteriális és egyéb tulajdonságokkal rendelkezhetnek, és széles körben használják ruházati, lakás- és ipari textíliákban.
Alkalmazási forgatókönyv:
Ruházati terület: Akril és gyapjú keverékéből készült kötött pulóverek, 30%-kal növelik a hőtartást, és az ára csak 60%-a a tiszta gyapjú termékeknek; Az eredeti színű akrilszálat kültéri sátrakhoz használják, 5-ös (nemzetközi szabvány) napfényállósággal és 8 évnél hosszabb élettartammal.
Lakásdekoráció: Az akril szőnyegek jobb foltállósággal rendelkeznek, mint a gyapjúszőnyegek, így 50%-kal csökkentik a tisztítási költségeket; Az akril függönyök égésgátló besorolása B1 (kínai szabvány), jelentősen csökkentve a tűzveszélyt.
Ipari szövet: Akril vasbetont használnak hídépítéshez, 40%-kal nő a repedéselnyomás mértéke; Az akrilszálas szűrőanyag 10 mg/m³ alá csökkenti a porkibocsátás koncentrációját a cementgyár füstgázkezelésében (nemzeti szabvány 30 mg/m³ vagy annál kisebb).
Piaci adatok: 2024-ben Kína akrilszál-termelése eléri az 1,2 millió tonnát, ami a globális össztermelés 45%-át teszi ki. Ezek közül a kelet-kínai fogyasztás 45%-át teszi ki, főként ruházati és ipari szövetekhez.
Ipari tervezés: A korrózióálló anyagok optimális kiválasztása
Kémiai korrózióállósága ideális anyaggá teszi olyan területeken, mint a vegyipar és az energetika. A kopolimerizációs módosítás révén a PAN-ból speciális, saválló, lúgálló és oldószerálló szálak és gyanták készíthetők, amelyeket például csővezetékekben, tárolótartályokban és korróziógátló bevonatokban alkalmaznak.
Tipikus alkalmazások:
Vegyi csővezetékek: A PAN alapú üvegszálas csővezetékek élettartama háromszor hosszabb, mint a fém csővezetékek kénsav és sósav szállításában, és a karbantartási költségek 60%-kal csökkennek.
Energiatároló berendezések: A lítium{0}}akkumulátor-leválasztók alapanyagaként PAN-szálat használnak, amelynek porozitása 40%, ionvezetőképessége 20%-kal nőtt, az akkumulátor élettartama pedig meghaladja a 3000-szeresét.
Ocean Engineering: A PAN bevonatú acélszerkezetek korrózióállósági szintje C5 (nemzetközi szabvány) tengervizes környezetben, és a karbantartási ciklus 5 évről 15 évre bővült.
Technológiai fejlődés: A Zhongfu Shenying kifejlesztett PAN-alapú, magas hőmérsékletű, 300 fokos hőállóságú{0}}szálakat, amelyeket űrhajók hővédelmi rendszereiben alkalmaztak, így 40%-kal csökkentik az importált anyagok költségét.
Orvosi egészségügy: áttörés a biokompatibilitás terén
A biológiai tehetetlenség adpoliakrilnitril poregyedülálló előny az orvosi területen. A felület módosításával a PAN felhasználható csúcsminőségű-orvosi termékek, például mesterséges vérerek, idegvezetékek és gyógyszerhordozók előállítására, elősegítve a regeneratív gyógyászat fejlődését.
Innovatív alkalmazások:
Mesterséges erek: PAN-alapú kis{0}}átmérőjű mesterséges erek (belső átmérő<6mm) have a patency rate of 90%, which is 20% higher than polytetrafluoroethylene (PTFE) blood vessels, and have entered the clinical trial stage.
Idegjavítás: A PAN idegvezeték 1 mm/nap sebességgel irányítja az axonok regenerálódását, ami 50%-kal rövidebb, mint az autológ idegtranszplantáció javítási ciklusa, és perifériás idegsérülések kezelésére használják.
Szabályozott hatóanyag-leadás: A PAN nanoszálas gyógyszeradagoló rendszer 72 órán keresztül biztosítja a gyógyszer tartós felszabadulását, 60%-kal csökkentve a vér gyógyszerkoncentrációjának ingadozását, és célzott rákterápiára használják.
Piaci potenciál: A globális PAN orvosi anyagok piaca 2025-re várhatóan eléri az 500 millió dollárt, 12%-os összetett éves növekedési rátával, amelyből az ázsiai csendes-óceáni régió több mint 40%-ot tesz ki.
Energiatárolás: a szuperkondenzátorok „magja”.
Polyacrylonitrile based activated carbon has become the preferred electrode material for supercapacitors due to its high specific surface area (>2000m ²/g) és kiváló vezetőképességgel. A PAN aktívszén elektróda fajlagos kapacitása 120 F/g, teljesítménysűrűsége pedig 10 kW/kg, és széles körben használják olyan területeken, mint az új energiahordozók és az intelligens hálózatok.
Pályázati esetek:
Új energiahordozók: A BYD e6 PAN alapú szuperkondenzátorokkal van felszerelve, ami 15 percre csökkenti a gyorstöltési időt és 10%-kal növeli a hatótávolságot.
Intelligens hálózat: A State Grid demonstrációs projektje PAN szuperkondenzátoros energiatároló rendszert alkalmaz, ezredmásodperces frekvencia-válasz sebességgel és 30%-kal javítja a hálózat stabilitását.
Szórakoztató elektronika: A Huawei Mate 60 telefon PAN alapú grafén kompozit elektródákat használ, ami 50%-kal növeli a töltési sebességet, és az akkumulátor élettartama több mint 2000-szeres.
Technológiai trend: A PAN és grafén kompozit elektróda anyagok kutatása és fejlesztése felgyorsul, és várhatóan 2025-re az energiasűrűség meghaladja a 15Wh/kg-ot és a költség 30%-kal csökken.
Változatos módosítási lehetőségeivel és több tudományágat átfogó alkalmazási jellemzőivel a modern ipar nélkülözhetetlen alapanyagává vált. A csúcsminőségű-gyártástól az emberek megélhetésének területéig, a hagyományos iparágaktól a feltörekvő technológiákig a PAN az „anyagforradalom” szemléletével támogatja az ipari korszerűsítést. A szénszálak lokalizálásának felgyorsulásával, az orvosi anyagok innovációjában bekövetkezett áttörésekkel és a környezetvédelmi technológia ismétlődő fejlesztéseivel a globális piac mérete 2029-re várhatóan meghaladja a 990 millió USD-t, és a nagy teljesítményű anyagok új korszakát nyitja meg.
Poliakrilnitril porakrilnitril monomer szabad gyökös polimerizációjával nyerik. A makromolekuláris lánc akrilnitril egységei közös farokszerűen kapcsolódnak egymáshoz. Főleg poliakrilnitril szálak előállítására használják, a poliakrilnitril szálak (általános nevén akrilszálak) alacsony szilárdságúak, gyenge kopásállósággal és fáradásállósággal rendelkeznek. A poliakrilnitril szál előnyei a jó időjárás- és napállóság. Ellenáll a kémiai reagenseknek, különösen a szervetlen savaknak, a fehérítőpornak, a hidrogén-peroxidnak és az általános szerves reagenseknek.
1. módszer: Laboratóriumi módszer
A poliakrilnitril laboratóriumi előállítási módja elsősorban a szabad gyökös polimerizációs reakción alapul. Az alábbiak a konkrét lépések és óvintézkedések:
A szabad gyökös polimerizáció egy addíciós polimerizációs reakció, amely egy szabad gyökös iniciátor hatására a lánc növekedését és a szabad gyökök folyamatos növekedését idézi elő, ezáltal sok monomer összekapcsolódik, és nagy molekulákat képez. Ebben az eljárásban az akrilnitril monomer szén-szén kettős kötése felszabadul, és ismételt addíciós reakción megy keresztül más monomer molekulákkal, végül poliakrilnitril polimer vegyületeket kapnak.
Kísérleti eszközök: háromnyakú lombik, állandó nyomáscsökkentő tölcsér, mágneses keverő, hőmérő stb.
Kísérleti reagensek: Akrilnitril monomer, szabad gyökös iniciátor (például benzoil-peroxid stb.), oldószer (például dimetil-formamid DMF stb., a monomer és az iniciátor feloldásához).
Rögzítse a háromnyakú lombikot a mágneses keverőre, és szereljen fel egy állandó nyomáscsökkentő tölcsért és hőmérőt.
Ellenőrizze a készülék légtömörségét, nehogy szivárogjon.
Adjon hozzá bizonyos mennyiségű akrilnitril monomert és oldószert, valamint megfelelő mennyiségű szabad gyökös iniciátort egy háromnyakú lombikba.
Mágneses keverés hatására a monomer és az iniciátor alaposan összekeveredik.
Melegítsük fel a reakciórendszert megfelelő hőmérsékletre (az iniciátor típusától és aktivitásától függően), hogy megindítsuk a szabad gyökös polimerizációs reakciót.
A reakciófolyamat során a maradék akrilnitril monomert lassan cseppenként adagoljuk a reakciórendszerbe egy állandó nyomású csepegtető tölcséren keresztül, hogy fenntartsuk a reakciórendszer stabilitását.
A reakció befejeződése után a reakciórendszert szobahőmérsékletre hűtjük.
A kapott poliakrilnitril terméket szűrjük, mossuk és szárítjuk, hogy eltávolítsuk a reagálatlan monomereket és oldószereket.
(1) Kísérleti biztonság:
A kísérlet során megfelelő védőfelszerelést, például védőszemüveget és kesztyűt kell viselni.
A laboratóriumnak jó szellőzést kell biztosítania a káros gázok felhalmozódásának elkerülése érdekében.
(2) Kísérleti feltételek:
A reakció hőmérséklete, ideje, valamint az iniciátor típusa és mennyisége jelentősen befolyásolja a polimerizációs reakció sebességét és a termékek tulajdonságait. Ezért a kísérlet elvégzése előtt gondosan át kell tekinteni a vonatkozó szakirodalmat és meg kell határozni a megfelelő kísérleti feltételeket.
(3) A termék tisztasága:
Az utófeldolgozási folyamat során{0}}a terméket alaposan le kell mosni és meg kell szárítani, hogy eltávolítsák a reagálatlan monomereket és oldószereket, és javítsák a termék tisztaságát.
(4) Kísérleti környezet:
A kísérletet száraz és por{0}}mentes környezetben kell elvégezni, hogy elkerüljük a szennyeződések hatását a kísérleti eredményekre.
2. módszer: Ipari termelési módszerek
Különféle előállítási módszerek léteznek a poliakrilnitril szálak számára, amelyek egyedi eljárási útvonalakat alkotnak.
Ezen eljárási módok közös jellemzője az oldatos (nedves és száraz) centrifugálási módszerek alkalmazása, a megfelelő oldószer-visszanyerő kezelésekkel.
A folyamatok közötti különbségek a következők:
(1) Különböző kopolimer összetételek;(2) Különböző polimerizációs eljárások (heterogén kicsapásos polimerizáció vagy homogén polimerizáció);(3) Különféle szálképző oldószerek (beleértve a dimetil-formamidot, dimetil-acetamidot, dimetil-szulfoxidot, vinil-karbonátot, nátrium-tiocianátot, salétromsavat, cink-kloridot stb.):(4) Különböző centrifugálási módszerek (nedves vagy száraz centrifugálás, különböző koagulációs fürdők használata nedves fonásnál);(5) Különböző nyújtási és utófeldolgozási technikák;(6) Különféle oldószer-visszanyerési eljárások.A különféle eljárásokban a legfontosabb tényező az oldószer, amely meghatározza a folyamat jellemzőinek sorát, mint például a fonóoldat elkészítési körülményeit, a centrifugálási körülményeket, az oldószer visszanyerési módszereit és a szennyvízkezelési módszereket. Ez számos szempontot is érint, például a tűzmegelőzést, a gázmegelőzést és a berendezések kiválasztását.
A szuszpenziós polimerizációs eljárással kapott fehér szilárd por oldódik szerves oldószerekben, például dimetil-formamidban vagy oldatokban, például tiocianátban; A poliakrilnitril oldatot oldatos polimerizációs módszerrel állítják elő.
3. módszer: Halogén-égésgátló-PAN-szálak előállítása
Adjunk hozzá 1 g vákuumszárított P (AN co VAc) szálat egy 500 ml-es egynyakú lombikba, állítsuk be a rendszer pH-ját KOH vizes oldat hozzáadásával, keverjük szobahőmérsékleten 12 órán át, távolítsuk el a szálat, mossuk ionmentes vízzel semlegesre, végül szárítsuk vákuumkemencében 60 fokon, kopolimer szálas P-vel 24 órán keresztül. 10-ből, 12-ből és 14-ből.
Egy 500 ml-es, állandó nyomású csepegtető tölcsérrel felszerelt háromnyakú lombikba egymás után 0,5 g szárított P (AN co VAc) kopolimer rost hidrolízistermékét, amelyet pH=12 és hidrolízis körülményei között állítottak elő 12 órán át, és 20 ml dimetil-formamidot (DMF) adtunk egymás után. 1 órás áztatás után szobahőmérsékleten, mágneses keverés közben lassan 5 ml O,O-dietil-foszforil-kloridot csepegtettünk az állandó nyomású csepegtető tölcsérbe, majd 5 órán át 60 fokon melegítettük. A szál eltávolítása után kétszer vízmentes etanollal és háromszor desztillált vízzel mostuk. Száradás után halogén-mentes égésgátló{14}}anyagpoliakrilnitril porszálat kaptunk.
1931-ben a németországi Rain állított elő először poliakrilnitrilt (PAN), de a legtöbb szerves és szervetlen oldószerben való oldhatatlansága, valamint a bomlási hőmérsékletnél magasabb olvadáspontja miatt az akkoriban ismert oldatos fonási és olvadékfonási módszereket nem lehetett alkalmazni, a PAN-ból pedig nem lehetett szálakat készíteni.
A PAN szálakat először a DuPont iparosította.
A poliakrilnitrilszál a 85% feletti akrilnitriltartalmú poliakrilnitrilből vagy kopolimerekből fonott szálakat jelenti.
a világ poliakrilnitrilszál-termelése 2,6685 millió tonna, Kína poliakrilnitrilszál-termelése 473,7 ezer tonna volt.
A poliakrilnitril szálak kutatási és fejlesztési irányai két aspektusban foglalhatók össze;
Először
Új szálképzési eljárások kutatása, például lágyító módszer alkalmazása poliakrilnitril kopolimerek szintetizálására a poliakrilnitril makromolekulák közötti kölcsönhatás csökkentése és a polimer olvadáspontjának csökkentése érdekében, valamint az olvadékfonási eljárás alkalmazása vagy a fonóiszap koncentrációjának növelése száraz permetezésű nedves fonási eljárásban a nyers szálformájú nedves szál mechanikai tulajdonságainak javítása érdekében.
Másodszor
A célja a poliakrilnitril szálak új fajtáinak tanulmányozása, például égésgátló poliakrilnitril szálak, nagy zsugorodású poliakrilnitril szálak, online színező technológia a poliakrilnitrilszálak fonása során, anti-statikus poliakrilnitril szálak, nagy vízabszorpciós poliakrilnitril szálak, összetett szálak poliakrilnitril szálak, antibakteriális és szagálló poliakrilnitril szálak, távoli-infravörös poliakrilnitril szálak, nagy- szilárdságú és nagy modulusú poliakrilnitril szálak stb.
Gyakran Ismételt Kérdések
Mire használható a poliakrilnitril?
+
-
A PAN-t számos termék előállítására használják, beleértveultraszűrő membránok, üreges szálak fordított ozmózishoz, szálak textilekhez és oxidált PAN szálak. A PAN-szálak a nagyon jó minőségű{1}}szénszál kémiai előanyagai.
Mik a poliakrilnitril alapanyagai?
+
-
A poliakrilnitril előállításának fő monomerje az akrilnitril (AN), amely előállíthatókőolaj, földgáz, szén, kalcium-karbidstb., és sokféle eljárási útvonallal rendelkezik. Jelenleg a propilén ammoxidációs módszerét széles körben alkalmazzák. Kattintson a termék nevére a termék részleteinek megtekintéséhez.
Biztonságos a poliakrilnitril?
+
-
Míg a poliakrilnitril aznem tekinthető különösen veszélyesnek, a gyártási és feldolgozási folyamatok kockázatot jelenthetnek. Például a poliakrilnitril gyártása során keletkező porrészecskék vagy gőzök belélegzése veszélyes lehet.
A poliakrilnitril műanyag?
+
-
poliakrilnitril (PAN),egy szintetikus gyantaakrilnitril polimerizációjával állítják elő. Az akrilgyanták fontos családjának tagja, kemény, merev, hőre lágyuló anyag, amely ellenáll a legtöbb oldószernek és vegyszernek, lassan ég, és alacsony a gázáteresztő képessége.
Mi a 4 típusú polimer szerkezet?
+
-
A négy alapvető polimer szerkezet azlineáris, elágazó, térhálós és hálózatos. Lineáris, elágazó, térhálós és hálózatos polimer szerkezetek diagramjai.
Népszerű tags: poliakrilnitril por cas 25014-41-9, beszállítók, gyártók, gyár, nagykereskedelem, vétel, ár, ömlesztve, eladó