
腈綸生產工學,李青山、沈新元 主編,孟慶財、馮云生 副主編,PDF。高分子材料生產工學叢書,11M。/ u0 a1 g) {& e: A) b. k. Q& k' e7 f! R
% L w5 Q! `0 P- a8 u% {內容提要
+ e* P# i: R9 L9 w6 W本書介紹了腈綸工業發展過程,丙烯腈聚合原理及工藝過程,腈綸紡絲及后加工原理,工藝和設備,對腈綸產品開發、性能及應用也作了介紹。并介紹了三廢治理有關知識。
$ w r' ]5 d7 f; T% I0 U% f本書可作為高等學校高分子及化纖專業下廠實習, 學 習腈綸生產過程的教材,也可供新工人培訓和管理干部學習使用。
3 }9 P6 I5 |% @% W; K/ q目錄
' e1 g# q: M; i( C7 u2 x" M* W第一章 緒論 12
& Z, x8 f5 F! X; A' S 第一節 腈綸工業發展概況 12
8 O9 Z7 i' g; `$ i+ V# _ 一、世界腈綸工業的發展 12
; }0 ^- e3 r' Z) O- K7 U" X 二、我國腈綸工業的發展 14
, b/ O' q$ w8 a) b1 t; r: Q3 M 三、腈綸工業的現狀和前景 16
) N+ V6 ]) _7 t4 [* ]' F# Y( P 第二節 腈綸的性能和用途 19+ s" m/ m" G3 r3 [* C
一、腈綸的性能 19
+ g! G; c" \# i) G" u" J+ L8 R 二、腈綸的用途 25
! b' h4 `6 z1 D 第三節 腈綸生產工藝路線 27
, i, G$ r ?. A. C* ]' P: r 一、腈綸生產工藝路線分類 27. @/ L% }6 C* f' _) u$ d% Y
二、腈綸生產工藝路線比較 29/ y+ x% I; }9 Z/ j
第二章 丙烯腈聚合反應及設備 35
! I5 i9 G6 u+ L 第一節 主要單體的合成及性質 35: ?4 f+ j" y; Y# W% m1 J8 f
一、第一單體丙烯腈(AN) 35
" h1 S: Y7 x3 [8 x2 J 二、第二單體 390 ]4 x+ ~& l3 l# s2 P% J1 c
三、其它化工原料 41& C! A1 D7 h; S! V: w% O( C# {
第二節 丙烯腈的聚合反應 44* N+ c7 k/ q) s" Y' Q* }, g
一、聚合工藝流程概述 44, w, R- G+ l; ^% x- c4 Z3 ?- b" p
二、聚合工藝參數 46( }2 R3 W+ `0 f" s8 u2 N. r
三、聚合工藝原理 47- Z+ d7 T. H& o' d
四、自由基型鏈式聚合反應 515 U+ M' q! j$ T/ E
五、自由基型共聚反應在腈綸生產中的應用 623 I, A* \& _" n
第三節 丙烯腈水相聚合的影響因素 63$ d& p, b1 N* C
一、引發劑濃度 631 R' [; Z0 A, B5 H( P" D
二、單體進料濃度 664 O% C1 M1 m D, }
三、聚合溫度 67
' T% n1 W2 c7 Q7 A# z 四、聚合時間 69; P/ a- ]' l% {& f3 i$ G
五、介質的pH值 71% F. `# |- K# V: a2 i
六、攪拌 71
: c: _4 j5 x( J) F7 r$ ^1 N 七、添加劑——亞鐵離子和銅離子 73
1 E4 G& S8 f$ R 八、分子量調節劑 73( e t: m; [ E6 [) t
九、聚合物顆料大小和聚集效應 74
S1 H1 r" e$ v* A8 H3 z6 r1 g 第四節 聚合原料配制及漿液制備 752 Y+ R. P& ?/ S. \, {% M h9 C
一、聚合原料配制 75: x" ^* L: n. W9 `! z
二、漿液制備 78, M" x4 ?; |" [/ k
第五節 聚合設備 81
5 N6 G, F9 f+ j" B3 \ 一、聚合釜結構 81, @+ {: ?- s+ g
二、聚合釜選材及抗疤原理 83& D. }7 I- k5 J2 Q
第三章 原液制備工藝及設備 848 M2 w4 G: S, f
第一節 水洗和混合 847 f* c( w4 {& `. o0 K
一、水洗 84" T1 C/ [+ h8 J+ n x) |. y
二、漿液混合 85
# v9 y# M- I1 @1 W6 M 第二節 聚丙烯腈的溶解 86" Y4 G @! k* s, P
一、聚合物的脫水 866 S9 \" I4 O- H! m8 p! B
二、聚丙烯腈漿化 87
1 K: G, {0 U; N: C- p7 {: O. X 三、聚丙烯腈溶解 89
- P* t& b( a f. s& j 第三節 原液的脫泡 90! b3 c+ B+ ?+ p, N( m- H& }+ `. s
一、過濾 90
( p4 t/ R% j5 ^4 F; y8 k/ Q! c 二、脫泡 91% `# Y6 c6 s: Q
三、影響脫泡效果的因素 929 Z5 h7 j' g$ V2 a* }8 t4 F8 p
第四節 原液準備 93
3 J2 \ H" Q: a2 K+ @1 T 一、貯存 93
- f( U2 a$ }5 C. [7 m* ~ 二、第二次壓濾 93
' R: X" q z3 ` 三、原液調溫 95
2 _4 L. i; [2 N+ d+ E* s 四、壓力控制 95
; f: w( O2 P S2 Z 第五節 消光劑的制備 96/ G# r( D+ Z; { ~
第六節 廢膠回收與利用 98/ N" b, d& b* Y- s' f8 z
第四章 紡絲工藝及設備 100
3 V4 l. G4 X5 ?& p 第一節 紡絲工藝及流程概述 100
2 Z2 ?$ Y7 @: _ P9 h) z 第二節 紡絲成形原理 1038 l( J5 K; F+ y- N, X# @
一、纖維成形原理 103
9 v/ X" F e# w. ^+ G: M; x+ I 二、紡絲成形工藝條件 110
; }1 m- ?: _- M! u0 Z 三、成形條件的控制 111+ i \) ~, A6 o
四、影響紡絲成形的因素 112
. ^& a; P6 w( W l1 a 第三節 紡絲機及其附件 1154 Y0 h5 v8 v0 E. F
第四節 溶劑拉伸 1168 u- ^7 x8 z" E# W! N
一、目的和必要性 116 S# |; X/ Z1 N( M) A- R: U
二、溶劑拉伸的工藝條件 117
- V: v0 U/ ~1 f% A# |3 H; o" F8 L 第五節 水洗及預熱 118
2 x' v0 X7 |* N$ |) q5 k9 `2 f 一、水洗的目的 118
& i8 g0 `) M! U. f) S T 二、水洗工藝和設備 1198 G6 v1 o3 `- ~, C" P; G
三、預熱 120- v" ~$ e, I& s7 |7 V
第六節 第一熱拉伸和急冷 121- J) A9 b+ R! t0 x) T4 `
一、熱拉伸的目的 121, e+ x0 [, O1 o/ h
二、拉伸后纖維結構的變化 121
: [) l9 p% I; w6 d% u 三、工藝條件 121$ i4 ]9 z: X: n( d: i
四、急冷 1240 F5 J+ h! C: f: X# J
第七節 調溫調濕 124' q" R7 V0 `. A+ D# g7 S3 W4 R
一、干燥致密化后纖維性質的變化 124
) p, T3 L7 X, E& ` 二、致密化前后的結構變化 1255 B# \6 k1 i% |! u& R* }) r
三、纖維致密化的機理 126
- G* W. h1 c5 C" G+ R6 L+ u0 K 四、致密化的工藝條件 127
; H7 u8 a2 o* h9 f/ l* Y8 X第五章 后處理工藝及設備 129
T) o$ [$ S8 U0 l$ o. |8 \6 r( k. V8 A 第一節 熱蒸定型與二次拉伸 129
; T$ j# e) ^2 Z( j5 T5 b. d 一、定型的目的 1292 S9 Z5 Z6 e" V( {6 F0 N$ V
二、定型后纖維結構的變化 129& P- w) @' E0 l
三、工藝控制 131
& i3 X0 J6 N$ x- F' P0 p 四、熱定型對腈綸性能的影響 132
# u r- j6 W, J' K4 l$ ]6 O 五、第二次拉伸 132
2 R0 R; `; u4 @; Q: ], \- w 第二節 調質上油 1335 R1 p% l# m6 b$ P2 X7 o+ r
一、上油的目的 133
4 y2 Y) p c# [" u 二、調質上油的工藝控制 133" z9 d( y: y' p4 M
三、影響纖維含油的因素 134
8 Q" l9 ]% G* U; [% D% T$ |( G3 Q0 _ 第三節 卷曲 135
5 Z& C; ?: \8 r9 z* V+ |+ C2 W 一、卷曲的目的 135
+ Q8 o# S' P2 b6 A5 F 二、卷曲的方法 135! e# A1 r5 Q3 Q
三、卷曲數和卷曲度的關系 135+ p5 j. `4 P' D! A* u
四、卷曲的工藝控制 135( J# l3 ?; g l8 T, V& J
第四節 干燥、裝箱、切斷、打包 136) F+ s. S1 z. K$ b. B
一、干燥 136
" J! C' j8 z6 `- H 二、裝箱 1378 w0 G+ ]' r* d# R) h" z9 H
三、長絲打包機 137% ]7 J; P' x* R3 L8 q8 z
四、短纖維切斷機 138
- F: D7 v8 j6 G9 P1 T; B! k 五、短纖維打包機 138
- c! A9 d! u4 T' o: V8 a% I. y第六章 溶劑回收 1400 @, ~# _+ n* R8 i# w+ K2 O d0 w
第一節 溶劑的初步凈化 141
" b* p- }# G+ E8 i( Q4 O; b 一、初步凈化的目的 141* N4 Y! w) B2 R e' ]
二、初步凈化的原理 141' N! u% w, G" R
三、葉片式壓濾機的結構特點 142& V2 ?& T2 W3 @% o4 e: O7 ^2 J7 h
四、操作中應注意的問題及不正常情況的處理 142
$ \7 M& a1 _3 g, F2 o( O 五、初步凈化的工藝參數 143
m7 P9 d# K* r- J0 w1 H; |4 ~ 第二節 溶劑的蒸發 143
5 p5 I: A6 _2 u1 c 一、蒸發的目的 143
; n- A8 P7 X# T7 G' G- N 二、五效蒸發器的工作原理 144, l7 o9 A7 I6 C" j
三、五效蒸發器的結構特點 145: m/ ^: V. X9 ~7 B& A1 N$ u
四、蒸發操作中應注意的幾個問題 148
' B) l% O7 b4 V ?7 L0 d, q, s 五、蒸發操作的工藝參數 148 i3 Q! E* W. K
第三節 二步凈化處理 148
$ x' q% z: W; T4 [: ?% \ 一、硫酸根離子的去除 148
" n0 J; d2 @* i2 U 二、二步處理簡述 149
6 `+ O" [" \( ]7 F2 j 三、操作中的注意事項 151- m" u9 i- v+ G
四、除硫酸鹽及二次處理的工藝參數 1527 W5 _( z4 I$ ~
第四節 延遲離子系統 1528 ^$ Y. o8 z( P! m% U3 Z. q0 p
一、延遲離子系統處理的目的 152
6 G. a4 [6 c8 U: K% }4 G 二、延遲離子系統去除不揮發性雜質的原理 153
# W1 G5 E" f4 Z( v. O; Q 三、延遲離子系統主要部件的特點 153
, `% g4 g) u5 ?; Y* p( }3 ? 四、循環操作參數 154( t, l: K" M6 m7 ?! S0 |( a
第七章 腈綸膨體毛條制備工藝及設備 156. n! D! l2 E+ T' K( c9 W0 | Q* f
第一節 腈綸膨體毛條的制備原理 156
6 @. }7 y* w0 }, V; Q% u 第二節 腈綸膨體毛條制備的工藝流程及設備 1578 O3 O7 v1 I4 j5 n
一、工藝流程及設備 157
- m$ j$ R3 N0 ~2 y7 C; |- g' o 二、直接制條機對絲束的要求 1655 Z, L/ a. b1 o
三、拉斷法和切斷法制條的比較 165; \1 P6 Q r T! Z8 t& F: m
第八章 腈綸新品種 167
' W; o, ^4 M9 D; a! K 第一節 概述 167
7 r5 U" M# Z3 ~$ Q( B. t 一、國外腈綸新品種發展概況 167
m t3 P4 Q4 r1 ?0 C 二、國內腈綸新品種發展概況 1745 X7 `2 A* |1 j' Z: K- X, p
三、腈綸新品種的分類 175
. b1 a: {; H6 M8 Z- L0 [ 第二節 腈綸新品種研制的基本途徑和主要技術 176
+ L0 Z" y ~% s0 x* F 一、化學改性 1769 y4 {' W5 H" |3 J
二、物理改性 178
% c. R, |9 W: h% R) ~. i, A6 | 三、整理改性 185
6 E7 g2 H) N- P% t+ J( L; ] 第三節 主要腈綸新品種 187' |) |1 d) [# b, s- H# J
一、復合腈綸 187
/ W) \- D4 o7 H% A! e9 y2 z 二、阻燃腈綸 190$ k( P; {' I- b9 g" x5 W5 F
三、有色腈綸 195- Y0 e" l! ]/ Z! Y
四、酸性染料可染腈綸 198
- s4 t$ a' [3 _$ S 五、高強度腈綸 200( d4 U8 N) j; S5 x
六、親水性腈綸 204
# e8 U: J: m' r# p 七、碳纖維原絲 207
) ]8 t+ M# h1 M% D! } 八、其它 210$ J( l' h& ?( e: {
第九章 腈綸的其他生產方法 215
+ D/ B- x/ X3 t1 [! X6 n, B Y( S7 A 第一節 概述 215
4 {- \. O6 }4 w f" s 第二節 干法紡絲 216
- h# Y4 n* l; q F2 A 一、聚丙烯腈干法紡絲的特點 216
# Y- c- }5 D3 M k3 X( j8 \ 二、聚丙烯腈干法紡絲的工藝流程 216# O$ u5 F+ x! x+ l
三、聚丙烯腈干法紡絲的設備 217
0 a' A) M1 I. {6 w: b7 U6 D0 R: g* V 四、腈綸的干法、濕法紡絲工藝比較 219
6 I1 }% L# x+ O' E* m* E* e 五、干法成形的工藝參數 2207 Z. X9 g- q& O: m6 T" {+ W6 }' D
六、紡絲原液的凝固和纖維的橫截面形狀 2220 f8 N& O& K$ k6 [3 c7 L
第三節 一步法紡絲 223/ `8 J+ Z6 R8 {+ u- y" G, H: P
一、聚合和脫單體 223! S. m0 _. R |% F* G
二、紡前準備 2267 g( S+ Q' v7 a `! F# u' W3 t* Z
三、紡絲成形及后處理 228' |4 u( [( h) }
第四節 其他溶劑路線與硫氰酸鈉路線比較 230
0 ]& ^; d' a+ i n& f3 I: t 一、硫氰酸鈉法 230; i0 t2 D- g; v; L1 N( c D
二、二甲基亞砜法 231
/ s6 J* M/ R7 N 三、硝酸法 231
- v0 V, |6 N+ {6 u第十章 腈綸生產中的“三廢”治理及工業衛生 232- r# v& W9 u5 D5 L2 W$ T7 F6 A4 ~- S
第一節 腈綸生產中“三廢”的產生及危害 233
" x& L1 q# E0 T( k& O1 x 一、“三廢”的產生 2337 z' Z9 c$ \6 d4 l& O
二、“三廢”的危害 234
/ D s m# ]' A% B+ H 第二節 腈綸生產中“三廢”的治理 2353 i+ E& C {. k7 Y' O& ?, E( V
一、廢氣的處理 235
- ]6 C/ s: i# Z9 i 二、廢水的處理 236- G( @) ]+ T# J0 |2 k
三、廢原液,濕廢絲的綜合利用 238
3 U3 f* V1 p7 k" \5 I7 E' w 第三節 腈綸生產企業的工業衛生 239
) c- H5 {$ S8 r# F 一、防爆及防毒 239
# l, v+ l* K" n4 V! R 二、生產車間的噪聲控制 241
$ }* h; W: Z2 y! ^! S" A參考文獻 243
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