
腈纶生产工学,李青山、沈新元 主编,孟庆财、冯云生 副主编,PDF。高分子材料生产工学丛书,11M。# d* S9 A" \" m
/ y: N4 M7 y* G/ x4 O) \内容提要
) G' o, ]% {; H: E5 o本书介绍了腈纶工业发展过程,丙烯腈聚合原理及工艺过程,腈纶纺丝及后加工原理,工艺和设备,对腈纶产品开发、性能及应用也作了介绍。并介绍了三废治理有关知识。
' g$ p. m3 s6 {本书可作为高等学校高分子及化纤专业下厂实习, 学 习腈纶生产过程的教材,也可供新工人培训和管理干部学习使用。: ~$ m& `0 t5 P
目录' P4 ?2 S- @; r+ _& g
第一章 绪论 12
( d- q: s/ p; H J. m: }/ T 第一节 腈纶工业发展概况 12& Q& T2 R0 `8 \# h) l; ^6 v; w% _* [
一、世界腈纶工业的发展 12
5 v8 t! t3 w5 ^2 o/ j; ? 二、我国腈纶工业的发展 14 F' [- T v# Q) R
三、腈纶工业的现状和前景 16+ Y1 X9 k& Y* G
第二节 腈纶的性能和用途 19* P' u. ?4 Z( F
一、腈纶的性能 19
0 j- E0 M# o2 ?. }. _) |, ~1 p$ i 二、腈纶的用途 253 o+ x' {, m; ?! F5 p4 z
第三节 腈纶生产工艺路线 27
, T6 Q) h. P3 G, p 一、腈纶生产工艺路线分类 278 x1 m( i9 v) H4 ]2 X
二、腈纶生产工艺路线比较 29
7 }% [' \$ U9 ]" k5 `* X$ F W* \第二章 丙烯腈聚合反应及设备 35
$ \5 \; I3 r0 r' ^( R 第一节 主要单体的合成及性质 35 }! Z: V# c$ _2 S5 T( U) G; P6 U
一、第一单体丙烯腈(AN) 35
5 w4 L* z) B5 a2 Q: a' y. P 二、第二单体 39
% r% e& u; E) Z8 m; }* a6 F0 h 三、其它化工原料 41; g+ y: K: \ [" v/ m# m( a+ G
第二节 丙烯腈的聚合反应 444 i8 N# {0 o( o# `
一、聚合工艺流程概述 44
2 X. S" o, y+ {" W9 R3 W3 q 二、聚合工艺参数 46( P* { S0 `* j' U! A
三、聚合工艺原理 47' p# s& V. ~" x- m; _
四、自由基型链式聚合反应 51
4 B, h$ h0 c9 s8 ~5 Y4 Z( o 五、自由基型共聚反应在腈纶生产中的应用 62) w! ~ ^. V4 l Q7 j4 H" S0 M
第三节 丙烯腈水相聚合的影响因素 63( L0 k, N$ {6 N. [2 H$ ]* e
一、引发剂浓度 63
& F* f) q$ R; d$ u1 O 二、单体进料浓度 66. @, z% W% ]8 z4 }1 g
三、聚合温度 67 R9 c) U6 u/ L j1 P
四、聚合时间 69; ?2 U% w4 m$ d' j! I
五、介质的pH值 71
8 _# F# ?# b/ X4 K, C+ y. S0 Z, X 六、搅拌 71
& \5 b1 {3 j0 U" g8 H0 O 七、添加剂——亚铁离子和铜离子 73
0 X$ [$ R/ R4 Q6 h 八、分子量调节剂 73
2 Y* h. A1 t. Y t; g$ s8 W 九、聚合物颗料大小和聚集效应 74' t, x5 u& s. v7 r4 s
第四节 聚合原料配制及浆液制备 758 Z% W6 C& U$ q' f6 X3 x# P
一、聚合原料配制 75
8 O6 Z* D1 T* Q1 Y% C 二、浆液制备 78$ I3 r+ C% O: D% ^% [
第五节 聚合设备 81
7 Y! N4 J1 i$ z& `6 [# I 一、聚合釜结构 815 _3 L8 ^ w9 X; o( X M$ o
二、聚合釜选材及抗疤原理 83
0 S# v9 q" |* w6 y$ e第三章 原液制备工艺及设备 84% u8 L7 z# T8 l9 G% t1 V
第一节 水洗和混合 84
& f& ?! O; {% {) [6 I: I 一、水洗 84
2 K" Q; b- p4 [: Z) q4 G9 l" e 二、浆液混合 85! n- E* }4 o' q; a3 g
第二节 聚丙烯腈的溶解 86
: k( \7 ~) _4 g- G8 G( ]4 g7 a$ a. p 一、聚合物的脱水 86( z/ n' b9 H2 @0 ~
二、聚丙烯腈浆化 87
$ C( L2 I6 V, d/ q. k; ^ 三、聚丙烯腈溶解 89' L( |1 d+ `# k! s, D6 ?" p
第三节 原液的脱泡 90
6 s; H( C& ]( y1 }8 n. Y6 z- S 一、过滤 90
( ]6 p& k7 m& t3 a3 S; w 二、脱泡 91
1 K7 v: W+ p$ j, C! }+ b 三、影响脱泡效果的因素 92" N$ ^7 z; b" `" ^ |5 O
第四节 原液准备 93# b) `, l* A) u) P! ]
一、贮存 93
/ l. Q1 e/ R. z/ O9 _- m$ ~% W 二、第二次压滤 93
* ~% i8 n" ?7 m. F. d 三、原液调温 95
4 A8 Y& j, O* J8 t 四、压力控制 95
! i1 o' i. w \ 第五节 消光剂的制备 96
1 `3 k, E- Z. ^+ c 第六节 废胶回收与利用 985 s' l: u0 D% {; |+ g3 l
第四章 纺丝工艺及设备 100
6 Q$ ]. C' b* c5 y5 e 第一节 纺丝工艺及流程概述 100' ^% g1 Q+ b6 g" m9 s8 Q
第二节 纺丝成形原理 103/ H6 A: w2 S4 n& R& [
一、纤维成形原理 103- V* R& o& Q! |# g1 S) M# }
二、纺丝成形工艺条件 110! i3 G! n1 b( U+ q3 f
三、成形条件的控制 111
, F6 h( k, X! K 四、影响纺丝成形的因素 112
6 F* Z5 f; I% |; ` c4 ^ ` 第三节 纺丝机及其附件 115" Z, I$ Y0 f/ ?& j) C
第四节 溶剂拉伸 116# k; |+ S- [4 O5 L, {
一、目的和必要性 116$ T5 ?$ Y7 c o* z8 x
二、溶剂拉伸的工艺条件 117
& W8 l; H$ e- s O2 l 第五节 水洗及预热 1184 p3 s! m0 k' x- ^. ^
一、水洗的目的 118& D) L) ?! Q- b
二、水洗工艺和设备 119
8 ?6 t% l' o+ [' ?) t; w- ]' I 三、预热 120
$ X& l* X8 | |% j. [ 第六节 第一热拉伸和急冷 121/ n8 E+ B3 j" W" B1 P! L \: y
一、热拉伸的目的 1211 I0 T% O7 h4 j1 r& E2 n
二、拉伸后纤维结构的变化 121
( U3 Y8 G' E; ^ 三、工艺条件 121; _4 u8 Q, H' }8 z; K$ Q: [
四、急冷 124
: E% C: Y8 T. b! ]$ }) Q 第七节 调温调湿 124' E, R# }$ k+ |$ W$ C$ f/ @
一、干燥致密化后纤维性质的变化 1247 Q% X/ Q: r8 p
二、致密化前后的结构变化 1258 C, K6 `* z! r1 L! O
三、纤维致密化的机理 126
% D9 k; m6 h8 j) |' r 四、致密化的工艺条件 127( O" C& G8 V% D7 A( P! S
第五章 后处理工艺及设备 129
+ ^3 k8 z4 V5 ]9 z7 D! S8 D 第一节 热蒸定型与二次拉伸 1297 M3 s6 q9 e1 P7 Y) Q1 |* i
一、定型的目的 1297 f: T, T& K% R7 H
二、定型后纤维结构的变化 1298 ]2 Y. ~- U- ], p; K: W" n
三、工艺控制 131
2 g" N7 k9 ~5 x7 M5 j6 n 四、热定型对腈纶性能的影响 132" O0 e! u) ~5 C* t4 K
五、第二次拉伸 132
4 T, F* K& j( G6 ~5 W" r: y3 D, w 第二节 调质上油 133: [2 }6 ~. L! }
一、上油的目的 133; p- I$ m) p# D$ X p5 l# D: _
二、调质上油的工艺控制 1334 _! V5 g2 x) l7 B! ~. c
三、影响纤维含油的因素 134
* T7 D( w: z& C+ z, d$ [ 第三节 卷曲 1352 _; [: p0 n; X5 t) u+ G8 h
一、卷曲的目的 1353 X) { X4 K$ `2 y& f
二、卷曲的方法 135
; q$ l% W6 o5 M% \6 j& \' n& O 三、卷曲数和卷曲度的关系 135
& o. ~- r% J) |/ y3 y 四、卷曲的工艺控制 135. e; U4 s. f- g0 y
第四节 干燥、装箱、切断、打包 136
% B% u* C4 x0 C* G* ?) K( a 一、干燥 136
; d& r! i4 r" O* \# v1 f/ {( k( D 二、装箱 1370 L; A, _, Q2 [" D
三、长丝打包机 137
0 r, l8 S, _& s: A 四、短纤维切断机 138! R& T4 O; {+ J- g' b* x% ]; r% `# v
五、短纤维打包机 1383 g9 l( R1 s9 W/ i4 g
第六章 溶剂回收 1400 T$ Y: P. X1 `5 x+ ~7 O
第一节 溶剂的初步净化 141
) k% X8 m" v; o% G8 q, a 一、初步净化的目的 141
3 t2 |3 X9 O) A6 d 二、初步净化的原理 141 e5 n/ o1 V9 a1 j
三、叶片式压滤机的结构特点 1428 s( C, V2 J- B% v2 ]& b; @1 ^# ^
四、操作中应注意的问题及不正常情况的处理 142
% s% ~6 Q% v7 j7 d) ~ 五、初步净化的工艺参数 143. W3 M( g/ M4 @4 L' ?2 `! b" ]* N( Y. X
第二节 溶剂的蒸发 143
[- z, r- _+ k8 R 一、蒸发的目的 143# n/ _1 f/ k, t7 `" M4 D
二、五效蒸发器的工作原理 144
* Q0 e5 m+ ~9 [$ J! d( V 三、五效蒸发器的结构特点 1458 c: A+ O0 w' G7 W9 o& J5 o/ Z
四、蒸发操作中应注意的几个问题 1487 _# q" x1 t N0 S1 }8 ?' \
五、蒸发操作的工艺参数 1482 s5 x: r0 a3 x" ]' r3 g# W$ K
第三节 二步净化处理 148* K# P1 j- o4 t$ D8 O. h
一、硫酸根离子的去除 148
0 K; B8 y0 J$ u5 a- r* x 二、二步处理简述 149
" B6 V: i5 `+ d* l I% ?* \ 三、操作中的注意事项 151
! Y! Q( p% y: |0 |5 z( D 四、除硫酸盐及二次处理的工艺参数 152: [, ?; v' ^. u
第四节 延迟离子系统 152
k( K% r, g& M1 R; o$ C 一、延迟离子系统处理的目的 152
- f8 q; u* F* a. n 二、延迟离子系统去除不挥发性杂质的原理 153
& l' N2 b% s% |/ X7 s. v 三、延迟离子系统主要部件的特点 153% Y2 j1 U2 B0 N" A4 C
四、循环操作参数 1543 g% o( k4 ]5 s+ }5 \1 k4 x& I$ U5 U
第七章 腈纶膨体毛条制备工艺及设备 156! V& P1 h1 Z* n2 C
第一节 腈纶膨体毛条的制备原理 156! e. `5 ]& I) f
第二节 腈纶膨体毛条制备的工艺流程及设备 1576 A7 x3 M$ I2 y2 o8 i& R( M. Z1 _, i
一、工艺流程及设备 157
4 ^/ y- \% N5 H" l( L 二、直接制条机对丝束的要求 165
4 G/ y4 e7 y1 a9 a 三、拉断法和切断法制条的比较 165. V$ e6 T0 s8 H O) j T% R+ _
第八章 腈纶新品种 167
m6 I% ]0 p7 _ J) ^2 X 第一节 概述 167
" o: s c& g4 Q4 ]9 I0 G 一、国外腈纶新品种发展概况 167, s/ ~$ I" d+ E7 Q; V
二、国内腈纶新品种发展概况 174
" q% C& I" W2 K* _ 三、腈纶新品种的分类 175) W$ M- f+ A5 [% D# K( b
第二节 腈纶新品种研制的基本途径和主要技术 176* b. _1 T8 R2 i; X
一、化学改性 176
- Q- v7 L3 ?' c+ s5 M/ }# F' ~/ m 二、物理改性 178
3 t1 o1 z% c; M; N! \' n5 _& w 三、整理改性 185" X m# I. k( }4 y- y) D" K
第三节 主要腈纶新品种 187" h) r7 r1 Y, y/ p
一、复合腈纶 187
/ U, K. Q# s( A1 v9 x! L 二、阻燃腈纶 190
: u: c7 {/ j' `" w# B% K 三、有色腈纶 195
# c- K T$ V7 f9 f 四、酸性染料可染腈纶 1983 O3 ~! J% n" ^& A* Z! a
五、高强度腈纶 2004 j. F4 @" j: M- R# b+ Y C
六、亲水性腈纶 2044 H9 j1 @: k1 t6 s
七、碳纤维原丝 207
- G5 ]( r; G& Q: K! a 八、其它 210
* _8 k1 }2 Z( v3 |第九章 腈纶的其他生产方法 215' P, h J9 p& d" \# \
第一节 概述 215
9 a- ~4 ~8 L& q2 A5 F. @- W3 R 第二节 干法纺丝 216
1 h. g& l3 g( i. b 一、聚丙烯腈干法纺丝的特点 216" m7 Q! }' J+ _9 W
二、聚丙烯腈干法纺丝的工艺流程 216' V/ C# m- ]. a& t
三、聚丙烯腈干法纺丝的设备 217$ Z7 R7 ]0 E; [ E: N; n* X% o( i9 ~
四、腈纶的干法、湿法纺丝工艺比较 219
' I; q J. m! @9 ]4 n 五、干法成形的工艺参数 220( p% T \# G5 |& _* N
六、纺丝原液的凝固和纤维的横截面形状 222/ t6 c3 B3 X6 G+ h4 @
第三节 一步法纺丝 2237 @ `/ U5 V$ x* d
一、聚合和脱单体 223
7 y( [3 d5 h; J+ {' u. u 二、纺前准备 2269 R c# v) i- R" ~
三、纺丝成形及后处理 228
J& r4 N4 F+ z, V% F( n 第四节 其他溶剂路线与硫氰酸钠路线比较 230, @5 M* \2 w0 @
一、硫氰酸钠法 230' a6 |: ~9 s$ ]+ ]% R, _
二、二甲基亚砜法 231
% T0 S) o* `9 ` 三、硝酸法 231, Z( N/ v, p, J* W( `! |* n
第十章 腈纶生产中的“三废”治理及工业卫生 232
, W& ^; x# K6 S) b 第一节 腈纶生产中“三废”的产生及危害 233
/ y7 C2 G+ j. h: U7 B; x 一、“三废”的产生 233- X) Z5 V/ F8 X: Y" M. X" ~
二、“三废”的危害 234
) E9 }6 L- K; C8 m2 @ 第二节 腈纶生产中“三废”的治理 2354 e# ^) O, h B! Q4 L+ q8 r) S8 G, k
一、废气的处理 235
. d! j/ N9 H4 X, U 二、废水的处理 236
2 V6 X+ j1 m7 v! A# y% d3 C 三、废原液,湿废丝的综合利用 238
0 d. }+ D1 {4 P! {6 i$ D! ^( B 第三节 腈纶生产企业的工业卫生 2392 k" [* R; U! O+ P, }
一、防爆及防毒 239# N* A( |1 \- v2 {
二、生产车间的噪声控制 2419 ? `' y1 ] l# u/ j t G
参考文献 243
0 L+ g8 V) I, q8 T
( o' W% D$ v" D2 Y% V& y8 ?+ {- Y! R
9 Y& i5 X* Y: c
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