Serbuk poliakrilonitril, formula kimia (C3H3N) n, CAS 25014-41-9, ialah sebatian polimer yang diperoleh melalui pempolimeran radikal bebas monomer akrilonitril. Unit akrilonitril dalam rantaian makromolekul disambungkan dengan cara ekor bersama. Terutamanya digunakan untuk menghasilkan gentian polyacrylonitrile (PAN), kekuatannya tidak tinggi, dan rintangan haus dan rintangan keletihan juga lemah. Kelebihan gentian polyacrylonitrile ialah rintangan cuaca yang baik dan rintangan matahari, dan ia boleh mengekalkan 77% daripada kekuatan asalnya selepas diletakkan di luar rumah selama 18 bulan. Ia juga tahan terhadap reagen kimia, terutamanya asid tak organik, serbuk peluntur, hidrogen peroksida, dan reagen organik am.
Polyacrylonitrile (PAN), sebagai-bahan sintetik berprestasi tinggi, telah menunjukkan nilai aplikasi yang tidak boleh ditukar ganti dalam berbilang medan disebabkan oleh struktur molekul dan sifat kimianya yang unik. Aplikasi terasnya meliputi enam arah: prekursor gentian karbon, bahan tekstil, kejuruteraan industri, perubatan dan kesihatan, penyimpanan tenaga, dan teknologi perlindungan alam sekitar, membentuk rantaian industri yang lengkap daripada bahan asas kepada-aplikasi tinggi.
Pelopor gentian karbon: asas pembuatan-tinggi
Ia adalah bahan mentah teras untuk menyediakan gentian karbon, dan kira-kira 90% gentian karbon di seluruh dunia menggunakan PAN sebagai pendahulu. Gentian PAN boleh ditukar kepada gentian karbon berprestasi tinggi-melalui proses seperti pra pengoksidaan dan pengkarbonan, dengan kekuatan tegangan 3.5-7.0 GPa dan modulus 230-630 GPa. Ia digunakan secara meluas dalam aeroangkasa, pemberat ringan automotif, penjanaan kuasa angin, dan bidang lain.
Kes biasa:
Aeroangkasa: Komponen utama pesawat C919 yang dikeluarkan dalam negara, seperti sayap dan sirip ekor, diperbuat daripada bahan komposit gentian karbon berasaskan PAN, yang mengurangkan berat sebanyak 30% dan meningkatkan kecekapan bahan api sebanyak 15% berbanding bahan logam tradisional.
Industri Automotif: Badan Tesla Model S diperbuat daripada plastik bertetulang gentian karbon PAN (CFRP), mencapai pengurangan berat 10% dan peningkatan 8% dalam julat.
Penjanaan kuasa angin: Bilah turbin angin Vestas V236-15.0MW menggunakan gentian karbon PAN, dengan panjang 115.5 meter, dan kecekapan penjanaan kuasa adalah 20% lebih tinggi daripada bilah gentian kaca.
Kejayaan teknologi: Universiti Shenzhen bekerjasama dengan perusahaan untuk mencapai jisimserbuk poliakrilonitrilgentian karbon gred T1000 pada paras seribu tan, dengan kekuatan 6.8GPa dan modulus 320GPa. Ia telah digunakan dalam sistem bekalan pesawat besar domestik, memecahkan monopoli teknologi asing.
Bahan tekstil: versi bulu sintetik yang dipertingkatkan
Gentian poliakrilonitril (PAN) dikenali sebagai "bulu sintetik" kerana penampilan dan rasa tangan yang menyerupai bulu, dan pengeluarannya menyumbang lebih daripada 15% daripada jumlah gentian sintetik. Melalui pengubahsuaian kopolimerisasi, gentian akrilik boleh mempunyai sifat anti-statik, kalis api-, antibakteria dan lain-lain serta digunakan secara meluas dalam pakaian, rumah dan tekstil industri.
Senario Aplikasi:
Bidang pakaian: Baju sejuk rajutan diperbuat daripada campuran akrilik dan bulu, dengan peningkatan 30% dalam pengekalan kehangatan dan harga hanya 60% daripada produk bulu tulen; Gentian akrilik berwarna asal digunakan untuk khemah luar, dengan ketahan matahari tahap 5 (standard antarabangsa) dan hayat perkhidmatan yang dilanjutkan melebihi 8 tahun.
Hiasan rumah: Permaidani akrilik mempunyai rintangan noda yang lebih baik daripada permaidani bulu, mengurangkan kos pembersihan sebanyak 50%; Tirai akrilik mempunyai penarafan kalis api B1 (standard Cina), dengan ketara mengurangkan risiko kebakaran.
Fabrik industri: Konkrit bertetulang akrilik digunakan untuk pembinaan jambatan, dengan peningkatan 40% dalam kadar penindasan retak; Bahan penapis gentian akrilik mengurangkan kepekatan pelepasan habuk kepada di bawah 10mg/m ³ dalam rawatan gas serombong loji simen (standard kebangsaan Kurang daripada atau sama dengan 30mg/m ³).
Data pasaran: Pada tahun 2024, pengeluaran gentian akrilik China akan mencapai 1.2 juta tan, menyumbang 45% daripada jumlah pengeluaran global. Antaranya, penggunaan di China Timur akan menyumbang 45%, terutamanya digunakan untuk pakaian dan fabrik perindustrian.
Kejuruteraan Industri: Pemilihan Optimum Bahan Tahan Kakisan
Rintangan kakisan kimia menjadikannya bahan yang ideal untuk bidang seperti kejuruteraan kimia dan tenaga. Melalui pengubahsuaian kopolimerisasi, PAN boleh dijadikan gentian dan resin khas yang tahan asid, tahan alkali dan tahan pelarut, yang digunakan dalam senario seperti saluran paip, tangki simpanan dan salutan anti-karat.
Aplikasi biasa:
Talian paip kimia: Talian paip gentian kaca berasaskan PAN mempunyai hayat perkhidmatan tiga kali lebih lama daripada saluran paip logam dalam pengangkutan asid sulfurik dan asid hidroklorik, dan kos penyelenggaraan dikurangkan sebanyak 60%.
Peralatan penyimpanan tenaga: Gentian PAN digunakan sebagai bahan asas untuk pemisah bateri-ion litium, dengan keliangan 40%, peningkatan kekonduksian ion sebanyak 20% dan hayat kitaran bateri melebihi 3000 kali.
Kejuruteraan lautan: Struktur keluli bersalut PAN mempunyai tahap rintangan kakisan C5 (standard antarabangsa) dalam persekitaran air laut, dan kitaran penyelenggaraan telah dilanjutkan daripada 5 tahun kepada 15 tahun.
Kemajuan teknologi: Zhongfu Shenying telah membangunkan gentian suhu tinggi-berasaskan PAN dengan rintangan suhu 300 darjah, yang telah digunakan dalam sistem perlindungan haba kapal angkasa, mengurangkan kos bahan import sebanyak 40%.
Kesihatan Perubatan: Kejayaan dalam Biokompatibiliti
Kelalaian biologi memberiserbuk poliakrilonitrilkelebihan unik dalam bidang perubatan. Melalui pengubahsuaian permukaan, PAN boleh digunakan untuk menghasilkan-produk perubatan mewah seperti saluran darah tiruan, saluran saraf dan pembawa ubat, menggalakkan pembangunan perubatan regeneratif.
Aplikasi inovatif:
Salur darah tiruan: Salur darah tiruan-berdiameter kecil berasaskan PAN (diameter dalam<6mm) have a patency rate of 90%, which is 20% higher than polytetrafluoroethylene (PTFE) blood vessels, and have entered the clinical trial stage.
Pembaikan saraf: Saluran saraf PAN membimbing penjanaan semula aksonal pada kadar 1mm/hari, iaitu 50% lebih pendek daripada kitaran pembaikan pemindahan saraf autologous, dan digunakan untuk rawatan kecederaan saraf periferi.
Pelepasan terkawal ubat: Sistem penyampaian ubat nanofiber PAN mencapai pelepasan berterusan ubat selama 72 jam, mengurangkan turun naik kepekatan ubat darah sebanyak 60%, dan digunakan untuk terapi kanser yang disasarkan.
Potensi pasaran: Pasaran bahan perubatan PAN global dijangka mencecah $500 juta menjelang 2025, dengan kadar pertumbuhan tahunan kompaun sebanyak 12%, di mana rantau Asia Pasifik menyumbang lebih 40%.
Penyimpanan tenaga: 'teras' supercapacitors
Polyacrylonitrile based activated carbon has become the preferred electrode material for supercapacitors due to its high specific surface area (>2000m²/g) dan kekonduksian yang sangat baik. Elektrod karbon teraktif PAN mempunyai kapasiti khusus 120F/g dan ketumpatan kuasa 10kW/kg, dan digunakan secara meluas dalam bidang seperti kenderaan tenaga baharu dan grid pintar.
Kes permohonan:
Kenderaan tenaga baharu: BYD e6 dilengkapi dengan supercapacitors berasaskan PAN, mengurangkan masa pengecasan pantas kepada 15 minit dan meningkatkan julat sebanyak 10%.
Grid Pintar: Projek demonstrasi Grid Negeri menggunakan sistem storan tenaga superkapasitor PAN, dengan kelajuan tindak balas frekuensi milisaat dan peningkatan 30% dalam kestabilan grid.
Elektronik Pengguna: Telefon Huawei Mate 60 menggunakan elektrod komposit graphene berasaskan PAN, yang meningkatkan kelajuan pengecasan sebanyak 50% dan mempunyai hayat kitaran bateri melebihi 2000 kali.
Aliran teknologi: Penyelidikan dan pembangunan bahan elektrod komposit PAN dan graphene semakin pantas, dan dijangkakan ketumpatan tenaga akan melebihi 15Wj/kg dan kos akan dikurangkan sebanyak 30% menjelang 2025.
Dengan potensi pengubahsuaian yang pelbagai dan ciri aplikasi rentas disiplin, ia telah menjadi bahan asas yang sangat diperlukan untuk industri moden. Daripada pembuatan-tertinggi kepada bidang mata pencarian rakyat, daripada industri tradisional kepada teknologi baru muncul, PAN mempromosikan peningkatan industri dengan sikap "revolusi material". Dengan pecutan penyetempatan gentian karbon, penemuan dalam inovasi bahan perubatan dan peningkatan berulang dalam teknologi perlindungan alam sekitar, saiz pasaran global dijangka melebihi 990 juta dolar AS menjelang 2029, membawa kepada era baharu bahan berprestasi tinggi-.
Serbuk poliakrilonitrildiperoleh dengan pempolimeran radikal bebas monomer akrilonitril. Unit akrilonitril dalam rantaian makromolekul disambungkan dengan cara ekor bersama. Terutamanya digunakan untuk menghasilkan gentian polyacrylonitrile, gentian polyacrylonitrile (biasanya dikenali sebagai gentian akrilik) mempunyai kekuatan yang rendah, rintangan haus yang lemah, dan rintangan keletihan. Kelebihan gentian poliakrilonitril ialah rintangan cuaca yang baik dan rintangan matahari. Ia juga tahan terhadap reagen kimia, terutamanya asid tak organik, serbuk peluntur, hidrogen peroksida, dan reagen organik am.
Kaedah 1: Kaedah Makmal
Kaedah penyediaan makmal poliakrilonitril adalah berdasarkan tindak balas pempolimeran radikal bebas. Berikut adalah langkah dan langkah berjaga-jaga khusus:
Pempolimeran radikal bebas ialah tindak balas pempolimeran tambahan yang, melalui tindakan pemula radikal bebas, menyebabkan rantai berkembang dan radikal bebas terus meningkat, seterusnya menyambungkan banyak monomer untuk membentuk molekul besar. Dalam proses ini, ikatan berganda karbon karbon akrilonitril monomer dibuka, dan ia mengalami tindak balas penambahan berulang dengan molekul monomer lain, akhirnya memperoleh sebatian polimer poliakrilonitril.
Peralatan eksperimen: tiga kelalang leher, corong penurunan tekanan berterusan, pengacau magnet, termometer, dsb.
Reagen eksperimen: Monomer akrilonitril, pemula radikal bebas (seperti benzoil peroksida, dll.), pelarut (seperti dimetilformamida DMF, dsb., digunakan untuk melarutkan monomer dan pemula).
Pasangkan tiga kelalang leher pada pengacau magnet dan pasang corong jatuh tekanan malar dan termometer.
Periksa kedap udara peranti untuk memastikan tiada kebocoran.
Tambahkan sejumlah monomer dan pelarut akrilonitril tertentu, serta jumlah pemula radikal bebas yang sesuai, ke dalam kelalang tiga leher.
Di bawah tindakan kacau magnet, monomer dan inisiator dicampur dengan teliti.
Panaskan sistem tindak balas kepada suhu yang sesuai (bergantung kepada jenis dan aktiviti pemula) untuk memulakan tindak balas pempolimeran radikal bebas.
Semasa proses tindak balas, baki monomer akrilonitril ditambah perlahan-lahan ke dalam sistem tindak balas melalui corong penjatuh tekanan berterusan untuk mengekalkan kestabilan sistem tindak balas.
Selepas tindak balas selesai, sejukkan sistem tindak balas ke suhu bilik.
Tapis, basuh dan keringkan produk poliakrilonitril yang diperoleh untuk mengeluarkan monomer dan pelarut yang tidak bertindak balas.
(1) Keselamatan eksperimen:
Semasa eksperimen, peralatan perlindungan yang sesuai seperti cermin mata dan sarung tangan hendaklah dipakai.
Makmal harus mengekalkan pengudaraan yang baik untuk mengelakkan pengumpulan gas berbahaya.
(2) Keadaan eksperimen:
Suhu tindak balas, masa, dan jenis serta jumlah pemula mempunyai kesan yang ketara ke atas kadar tindak balas pempolimeran dan sifat produk. Oleh itu, sebelum menjalankan eksperimen, adalah perlu untuk mengkaji dengan teliti literatur yang berkaitan dan menentukan keadaan eksperimen yang sesuai.
(3) Ketulenan produk:
Semasa proses-pemprosesan selepas, produk hendaklah dibasuh dan dikeringkan dengan teliti untuk mengeluarkan monomer dan pelarut yang tidak bertindak balas serta meningkatkan ketulenan produk.
(4) Persekitaran eksperimen:
Percubaan hendaklah dijalankan dalam persekitaran yang kering dan bebas daripada habuk-untuk mengelakkan pengaruh bendasing pada keputusan eksperimen.
Kaedah 2: Kaedah Pengeluaran Perindustrian
Terdapat pelbagai kaedah pengeluaran untuk gentian poliakrilonitril, membentuk laluan proses yang unik.
Kesamaan laluan proses ini ialah penggunaan kaedah pemintalan larutan (basah dan kering), dengan rawatan pemulihan pelarut yang sepadan.
Perbezaan antara laluan proses ini ialah:
(1) Komposisi kopolimer yang berbeza;(2) Kaedah pempolimeran yang berbeza (pempolimeran kerpasan heterogen atau pempolimeran homogen);(3) Pelarut berputar yang berbeza (termasuk dimetilformamida, dimethylacetamide, dimetil sulfoksida, vinil karbonat, natrium tiosianat, asid nitrik, zink klorida, dll.):(4) Kaedah putaran yang berbeza (putaran basah atau kering, menggunakan mandian pembekuan yang berbeza dalam putaran basah);(5) Teknik regangan dan{1}}pemprosesan yang berbeza;(6) Proses pemulihan pelarut yang berbeza.Faktor yang paling penting dalam pelbagai proses ialah pelarut, yang menentukan satu siri ciri proses seperti keadaan penyediaan larutan berputar, keadaan berputar, kaedah pemulihan pelarut, dan kaedah rawatan air sisa. Ia juga mempengaruhi banyak aspek seperti pencegahan kebakaran, pencegahan gas, dan pemilihan peralatan.
Serbuk pepejal putih yang diperoleh melalui kaedah pempolimeran ampaian boleh larut dalam pelarut organik seperti dimetilformamida atau larutan seperti tiosianat; Larutan poliakrilonitril diperoleh dengan kaedah pempolimeran larutan.
Kaedah 3: Penyediaan gentian PAN kalis-halogen-
Tambah 1g gentian P (AN co VAc) kering vakum ke dalam kelalang berleher tunggal 500mL, laraskan pH sistem dengan menambahkan larutan berair KOH, kacau pada suhu bilik selama 12 jam, keluarkan gentian, basuh dengan air ternyahion sehingga neutral, dan akhir sekali keringkannya dalam ketuhar vakum pada suhu 60 darjah dengan gentian coAN yang dihidrolisiskan selama 24 jam. nilai pH sepadan 10, 12, dan 14.
Pada kelalang tiga leher 500mL yang dilengkapi dengan corong penurunan tekanan malar, 0.5g produk hidrolisis gentian kopolimer P (AN co VAc) kering yang disediakan di bawah pH=12 dan keadaan hidrolisis selama 12 jam dan 20mL dimetilformamida (DMF) ditambah secara berjujukan. Selepas direndam selama 1 jam, 5mL O, O-dietil fosforil klorida perlahan-lahan dijatuhkan ke dalam corong penitis tekanan malar pada suhu bilik di bawah kacau magnet, dan kemudian dipanaskan hingga 60 darjah selama 5 jam. Selepas mengeluarkan gentian, ia dibasuh dua kali dengan etanol kontang dan tiga kali dengan air suling. Selepas pengeringan, halogen-bebas nyalaan-kalisserbuk poliakrilonitrilserat diperolehi.
Pada tahun 1931, Hujan di Jerman mula-mula menghasilkan polyacrylonitrile (PAN), tetapi disebabkan ketidaklarutannya dalam kebanyakan pelarut organik dan bukan organik dan suhu lebur yang lebih tinggi daripada suhu penguraian, adalah tidak mungkin untuk menggunakan kaedah pemintalan dan pemintalan cair yang diketahui pada masa itu, dan PAN tidak boleh dibuat menjadi gentian.
Gentian PAN pertama kali diindustrikan oleh DuPont.
Gentian poliakrilonitril merujuk kepada gentian yang dipintal daripada poliakrilonitril atau kopolimer dengan kandungan akrilonitril melebihi 85%.
pengeluaran gentian poliakrilonitril dunia ialah 2.6685Mt, dan pengeluaran gentian poliakrilonitril China ialah 473.7kt.
Trend penyelidikan dan pembangunan gentian poliakrilonitril boleh diringkaskan kepada dua aspek;
Pertama sekali
Penyelidikan tentang proses pembentukan gentian baharu, seperti menggunakan kaedah pemplastik untuk mensintesis kopolimer poliakrilonitril, untuk mengurangkan interaksi antara makromolekul poliakrilonitril dan menurunkan takat lebur polimer, dan menggunakan proses pemintalan cair atau meningkatkan kepekatan buburan berputar dalam proses pemintalan basah semburan kering untuk memperbaiki sifat mekanikal gentian mentah selepas gentian.
Kedua
Ia adalah untuk mengkaji varieti baharu gentian poliakrilonitril, seperti gentian poliakrilonitril kalis api,{0}}gentian poliakrilonitril kalis api, gentian poliakrilonitril pengecutan tinggi, teknologi pewarna dalam talian semasa pemintalan gentian poliakrilonitril, gentian poliakrilonitril anti-statik, penyerapan air yang tinggi gentian poliakrilonitril, gentian benang halus, gentian poliakrilonitril komposit, gentian poliakrilonitril antibakteria dan kalis bau, gentian poliakrilonitril inframerah jauh-jauh,-kekuatan tinggi dan gentian poliakrilonitril modulus tinggi, dsb.
Soalan Lazim
Apakah kegunaan polyacrylonitrile?
+
-
PAN digunakan untuk menghasilkan pelbagai jenis produk termasukmembran penapisan ultra, gentian berongga untuk osmosis terbalik, gentian untuk tekstil dan gentian PAN teroksida. Gentian PAN ialah pendahulu kimia gentian karbon-berkualiti sangat tinggi.
Apakah bahan mentah untuk poliakrilonitril?
+
-
Monomer utama untuk menyediakan poliakrilonitril ialah akrilonitril (AN), yang boleh dihasilkan daripadapetroleum, gas asli, arang batu, kalsium karbida, dsb., dan mempunyai pelbagai laluan proses. Pada masa ini kaedah pengoksidaan propilena digunakan secara meluas. Klik nama produk untuk melihat butiran produk.
Adakah polyacrylonitrile selamat?
+
-
Manakala polyacrylonitrile ialahtidak dianggap sangat berbahaya, proses pembuatan dan pemprosesan boleh menimbulkan risiko. Sebagai contoh, menyedut zarah habuk atau asap yang dihasilkan semasa pembuatan poliakrilonitril boleh menjadi berbahaya.
Adakah polyacrylonitrile plastik?
+
-
Poliakrilonitril (PAN),resin sintetikdisediakan dengan pempolimeran akrilonitril. Ahli keluarga resin akrilik yang penting, ia adalah bahan termoplastik yang keras dan tegar yang tahan terhadap kebanyakan pelarut dan bahan kimia, lambat terbakar, dan kebolehtelapan rendah kepada gas.
Apakah 4 jenis struktur polimer?
+
-
Empat struktur polimer asas ialahlinear, bercabang, bersilang dan berangkaian. Gambar rajah struktur polimer linear, bercabang, bersilang dan berangkai.
Cool tags: serbuk polyacrylonitrile cas 25014-41-9, pembekal, pengilang, kilang, borong, beli, harga, pukal, untuk dijual