聚丙烯腈纖維(一種合成纖維)

聚丙烯腈或丙烯腈含量大於85%（質量百分比）的丙烯腈共聚物製成的合成纖維。常用的第二單體為非離子型單體，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等，第三單體為離子型單體如丙烯磺酸鈉和2-亞甲基-1，4-丁二酸等。

基本介紹

• 中文名：聚丙烯腈纖維
• 外文名：polyacrylonitrile fiber
• 其它名稱：腈綸
• 稱號：人造羊毛
• 纖維軟化溫度：190～230℃

生產歷程

早在100多年前人們就已製得聚丙烯腈但因沒有合適的溶劑，未能製成纖維。1942年，德國人H.萊因與美國人G.H.萊瑟姆幾乎同時發現了二甲基甲醯胺溶劑，並成功地得到了聚丙烯腈纖維。1950年，美國杜邦公司首先進行工業生產。以後,又發現了多種溶劑形成了多種生產工藝。1954年，聯邦德國法本拜耳公司用丙烯酸甲酯與丙烯腈的共聚物製得纖維，改進了纖維性能，提高了實用性，促進了聚丙烯腈纖維的發展。1984年，聚丙烯腈纖維的世界產量為2.4Mt。

腈綸在顯微鏡下觀察的幾種形態。

生產工藝

聚合 → 紡絲 → 預熱 → 蒸汽牽伸 → 水洗 → 烘乾 → 熱定形 → 捲曲 → 切斷 → 打包。

性能作用

聚丙烯腈纖維的性能極似羊毛,彈性較好,伸長20%時回彈率仍可保持65%，蓬鬆捲曲而柔軟，保暖性比羊毛高15%，有合成羊毛之稱。強度 22.1～48.5cN/tex，比羊毛高1～2.5倍。耐曬性能優良，露天曝曬一年，強度僅下降20%，可做成窗簾、幕布、篷布、炮衣等。能耐酸、耐氧化劑和一般有機溶劑，但耐鹼性較差。纖維軟化溫度190～230℃。
腈綸纖維有人造羊毛之稱。具有柔軟、膨鬆、易染、色澤鮮艷、耐光、抗菌、不怕蟲蛀等優點，根據不同用途的要求可純紡或與天然纖維混紡，其紡織品被廣泛地用於服裝、裝飾、產業等領域。

腈綸化學分子式

聚丙烯腈纖維可與羊毛混紡成毛線，或織成毛毯、地毯等，還可與棉、人造纖維、其他合成纖維混紡，織成各種衣料和室內用品。聚丙烯腈纖維加工的膨體可以純紡，或與粘膠纖維混紡。

生產方法

聚丙烯腈纖維對原料丙烯腈的純度要求較高,各種雜質的總含量應低於0.005%。聚合的第二單體主要用丙烯酸甲酯，也可用甲基丙烯酸甲酯，目的是改善可紡性及纖維的手感、柔軟性和彈性；第三單體主要是改進纖維的染色性，一般為含有弱酸性染色基團的衣康酸，含強酸性染色基團的丙烯磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、對甲基丙烯醯胺苯磺酸鈉，含有鹼性染色基團的-甲基乙烯吡啶等。

聚合

聚合工藝分為以水為介質的懸浮聚合和以溶劑為介質的溶液聚合兩類。懸浮聚合所得聚合體以絮狀沉澱析出，需再溶解於溶劑中製成紡絲溶液。溶液聚合所用溶劑既能溶解單體又能溶解聚合體,所得聚合液直接用於紡絲。溶液聚合所用溶劑有二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、硫氰酸鈉和氯化鋅等。採用前兩種有機溶劑的聚合時間一般在10h以上，但溶解力強紡絲溶液的濃度較高，可適當提高紡絲速度，溶劑回收也較簡便，所得纖維性能較好，且對設備的材質要求較低；而用後兩種無機溶劑，聚合時間僅需2h，所得纖維白度較好。

紡絲

紡絲液一般為聚丙烯腈聚合體，數均分子量為53000～106000，其纖維白度較好，熱分解溫度200～250℃，熔點達320℃。因此，聚丙烯腈纖維用高聚物溶液的濕法紡絲和乾法紡絲製得。乾法紡絲的紡絲液濃度為25%～30%,紡絲速度快但因噴絲頭噴出的細流固化慢，固化前易粘結，不能採用孔數較多的噴絲頭，紡絲溶劑僅二甲基甲醯胺一種,所得纖維結構均勻緻密適於織制仿真絲織物。濕法紡絲適於製作短纖維，纖維蓬鬆柔軟，宜織制仿毛織物，所用的紡絲溶劑除溶液聚合用的溶劑外，還有二甲基乙醯胺、碳酸乙烯酯、硝酸等，大部分溶劑的沸點較高，在紡絲過程中不易蒸出。80年代，研究了用熔體紡絲法制聚丙烯腈纖維，以水為聚合體的增塑劑，無需製備聚合體原液，省去溶劑的回收和循環系統，纖維的物理性能與乾法或濕法紡絲製得的纖維基本相同，現已進入中間試驗階段。

特點對比

粘膠纖維（吸濕易染）

是人造纖維素纖維，由溶液法紡絲製得，由於纖維芯層與外層的凝固速率不一致，形成皮芯結構（從橫截面切片可明顯看出）。粘膠是普通化纖中吸濕最強的，染色性很好，穿著舒適感好，粘膠彈性差，濕態下的強度，耐磨性很差，所以粘膠不耐水洗，尺寸穩定性差。比重大，織物重，耐鹼不耐酸。

腈綸筒紗

用途廣泛而且環保，幾乎所有類型的紡織品都會用到它，如長絲作襯裡、美麗綢、旗幟、飄帶、輪胎帘子線等；短纖維作仿棉、仿毛、混紡。

滌綸（挺括不皺）

特點：強度高、耐衝擊性好，耐熱，耐腐，耐蛀，耐酸不耐鹼，耐光性很好（僅次於腈綸），曝曬1000小時，強力保持60-70%，吸濕性很差，染色困難，織物易洗快乾，保形性好。具有“洗可穿”的特點

長絲：常作為低彈絲，製作各種紡織品；

短纖：棉、毛、麻等均可混紡，工業上：輪胎帘子線，漁網、繩索，濾布，緣絕材料等。滌綸是目前化纖中用量最大的。

錦綸（結實耐磨）

最大優點是結實耐磨，是最優的一種。密度小，織物輕，彈性好，耐疲勞破壞，化學穩定性也很好，耐鹼不耐酸！

最大缺點是耐日光性不好，織物久曬就會變黃，強度下降，吸濕也不好，但比腈綸，滌綸好。

用途：長絲，多用於針織和絲綢工業；短纖，大都與羊毛或毛型化纖混紡。工業：帘子線和漁網，也可作地毯，繩索，傳送帶，篩網等

腈綸（膨鬆耐曬）

腈綸纖維的性能很羊毛，所以叫“合成羊毛”。

分子結構：腈綸在內部大分結構上很獨特，呈不規則的螺旋形構象，且沒有嚴格的結晶區，但有高序排列與低序排列之分。由於這種結構使腈綸具有很好的熱彈性（可加工膨體紗），腈綸密度小，比羊毛還小，織物保暖性好。

特點：耐日光性與耐氣候性很好（居第一位），吸濕差，染色難。

純粹的丙烯腈纖維，由於內部結構緊密，服用性能差，所以通過加入第二，第三單體，改善其性能，第二單體改善彈性和手感，第三單體改善染色性。

用途：主要作民用，可純紡也可混紡，製成多種毛料、毛線、毛毯、運動服也可：人造毛皮、長毛絨，膨體紗，水龍帶，雨傘布等。

維綸（水溶吸濕）

最大特點是吸濕性大，合成纖維中最好的，號稱“合成棉花”。強度比錦、滌差，化學穩定性好，不耐強酸，耐鹼。耐日光性與耐氣候性也很好，但它耐乾熱而不耐濕熱（收縮）彈性最差，織物易起皺，染色較差，色澤不鮮艷。

用途：多和棉花混紡：細布，府綢，燈芯絨，內衣，帆布，防水布，包裝材料，勞動服等。

丙綸（質輕保暖）

丙綸纖維是常見化學纖維中最輕的纖維。它幾乎不吸濕，但具有良好的芯吸能力，強度高，製成織物尺寸穩定，耐磨彈性也不錯，化學穩定性好。但：熱穩定性差，不耐日曬，易於老化脆損。

用途：可以織襪，蚊帳布，被絮，保暖填料、尿不濕等。工業上：地毯、漁網，帆布，水龍帶，醫學上帶代替棉紗布，做衛生用品。

氯綸（彈性纖維）

彈性最好，強度最差，吸濕差，有較好的耐光、耐酸、耐鹼、耐磨性。

聚丙烯腈纖維

用途：氯綸利用它的特性被廣泛地使用於內衣，女性用內衣褲，休閒服，運動服，短襪，連褲襪，繃帶等為主的紡織領域，醫療領域等。氨綸是追求動感及便利的高性能衣料所必需的高彈性纖維。氨綸比原狀可伸長5-7倍，所以穿著舒適、手感柔軟、並且不起皺，可始終保持原來的輪廓。

改性品種

突出的有丙烯腈與氯乙烯共聚纖維，是將丙烯腈和氯乙烯共聚所得的共聚物溶於丙酮，再經乾法紡絲或濕法紡絲製得。1949年，由美國聯合碳化物公司首先生產，由於氯乙烯含量占50%～60%，因此阻燃性能良好，且具有自熄性，但染色性稍差。