Polyacrylonitril pulver, kemisk formel (C3H3N) n, CAS 25014-41-9, er en polymerforbindelse opnået ved fri radikal polymerisation af monomer acrylonitril. Acrylonitrilenhederne i den makromolekylære kæde er forbundet på en fælles hale måde. Anvendes hovedsageligt til fremstilling af polyacrylonitrilfibre (PAN), styrken er ikke høj, og slidstyrken og træthedsbestandigheden er også dårlig. Fordelene ved polyacrylonitrilfiber er god vejrbestandighed og solbestandighed, og den kan bevare 77 % af sin oprindelige styrke efter at have været placeret udendørs i 18 måneder. Det er også modstandsdygtigt over for kemiske reagenser, især uorganiske syrer, blegepulver, hydrogenperoxid og generelle organiske reagenser.
Polyacrylonitril (PAN), som et højtydende syntetisk materiale, har vist uerstattelig anvendelsesværdi på flere områder på grund af dets unikke molekylære struktur og kemiske egenskaber. Dets kerneapplikationer dækker seks retninger: kulfiberprækursorer, tekstilmaterialer, industriteknik, medicin og sundhed, energilagring og miljøbeskyttelsesteknologi, der danner en komplet industriel kæde fra basismaterialer til avancerede applikationer.
Kulfiberprækursor: hjørnestenen i-avanceret fremstilling
Det er det centrale råmateriale til fremstilling af kulfibre, og omkring 90% af kulfibre på verdensplan bruger PAN som en forløber. PAN-fibre kan omdannes til-højtydende kulfibre gennem processer som foroxidation og karbonisering med en trækstyrke på 3,5-7,0 GPa og et modul på 230-630 GPa. De er meget udbredt inden for luft- og rumfart, letvægtning i biler, vindkraftproduktion og andre områder.
Typisk tilfælde:
Luftfart: Nøglekomponenterne i de indenlandsk producerede C919-fly, såsom vinger og halefinner, er lavet af PAN-baserede kulfiberkompositmaterialer, som reducerer vægten med 30 % og forbedrer brændstofeffektiviteten med 15 % sammenlignet med traditionelle metalmaterialer.
Bilindustrien: Tesla Model S karrosseri er lavet af PAN kulfiberforstærket plast (CFRP), hvilket opnår en 10% vægtreduktion og en 8% forøgelse af rækkevidden.
Vindkraftproduktion: Vestas V236-15.0MW vindmøllevinger bruger PAN kulfiber med en længde på 115,5 meter, og elproduktionseffektiviteten er 20 % højere end glasfibervinger.
Teknologisk gennembrud: Shenzhen University samarbejder med virksomheder for at opnå massepolyacrylonitril pulveraf T1000 kulfiber på tusind tons niveau, med en styrke på 6,8GPa og et modul på 320GPa. Det er blevet anvendt i det indenlandske forsyningssystem for store fly, og bryder det udenlandske teknologiske monopol.
Tekstilmaterialer: en opgraderet version af syntetisk uld
Polyacrylonitrilfiber (PAN) er kendt som "syntetisk uld" på grund af dets udseende og håndfølelse, der ligner uld, og dets produktion tegner sig for mere end 15% af den samlede syntetiske fiber. Gennem copolymerisationsmodifikation kan akrylfiber besidde anti-statiske, flammehæmmende-, antibakterielle og andre egenskaber og er meget udbredt i tøj, bolig- og industritekstiler.
Ansøgningsscenarie:
Beklædningsområdet: Strikkede sweatere lavet af en blanding af akryl og uld, med en stigning på 30 % i varmen og en pris på kun 60 % af rene uldprodukter; Den originale farvede akrylfiber bruges til udendørs telte, med en solfasthed på niveau 5 (international standard) og en forlænget levetid på over 8 år.
Boligindretning: Akryltæpper har bedre pletbestandighed end uldtæpper, hvilket reducerer rengøringsomkostningerne med 50 %; Akrylgardiner har en brandhæmmende vurdering på B1 (kinesisk standard), hvilket reducerer risikoen for brand markant.
Industrielt stof: Akrylarmeret beton bruges til brokonstruktion med en stigning på 40 % i revnehæmningsgrad; Akrylfiberfiltermateriale reducerer støvemissionskoncentrationen til under 10mg/m³ i cementanlæggets røggasbehandling (national standard Mindre end eller lig med 30mg/m³).
Markedsdata: I 2024 vil Kinas akrylfiberproduktion nå op på 1,2 millioner tons, hvilket tegner sig for 45% af den globale samlede produktion. Blandt dem vil forbruget i Østkina udgøre 45%, hovedsagelig brugt til tøj og industrielle stoffer.
Industriel teknik: Optimalt valg af korrosionsbestandige materialer
Den kemiske korrosionsbestandighed gør det til et ideelt materiale til områder som kemiteknik og energi. Gennem copolymerisationsmodifikation kan PAN laves om til specielle fibre og harpikser, der er syre-, alkali- og opløsningsmiddelresistente, som anvendes i scenarier som rørledninger, lagertanke og anti-korrosionsbelægninger.
Typiske anvendelser:
Kemiske rørledninger: PAN-baserede glasfiberrørledninger har en levetid tre gange længere end metalrørledninger ved transport af svovlsyre og saltsyre, og vedligeholdelsesomkostningerne reduceres med 60 %.
Energilagringsudstyr: PAN-fiber bruges som basismateriale til lithium-ionbatteriseparatorer med en porøsitet på 40 %, en stigning i ionledningsevne på 20 % og en batterilevetid, der overstiger 3000 gange.
Havteknik: PAN-belagte stålkonstruktioner har et korrosionsbestandighedsniveau på C5 (international standard) i havvandsmiljø, og vedligeholdelsescyklussen er blevet forlænget fra 5 år til 15 år.
Teknologiske fremskridt: Zhongfu Shenying har udviklet PAN-baserede høje-temperaturfibre med en temperaturmodstand på 300 grader, som er blevet anvendt i rumfartøjers termiske beskyttelsessystemer, hvilket reducerer prisen på importerede materialer med 40 %.
Medicinsk sundhed: Gennembrud inden for biokompatibilitet
Biologisk træghed giverpolyacrylonitril pulveren unik fordel på det medicinske område. Gennem overflademodifikation kan PAN bruges til at producere-avancerede medicinske produkter såsom kunstige blodkar, nervekanaler og lægemiddelbærere, hvilket fremmer udviklingen af regenerativ medicin.
Innovative applikationer:
Kunstige blodkar: PAN-baserede kunstige blodkar med små-diameter (indre diameter<6mm) have a patency rate of 90%, which is 20% higher than polytetrafluoroethylene (PTFE) blood vessels, and have entered the clinical trial stage.
Neural reparation: PAN nervekanal leder aksonal regenerering med en hastighed på 1 mm/dag, hvilket er 50 % kortere end reparationscyklussen ved autolog nervetransplantation og bruges til behandling af perifere nerveskader.
Lægemiddelkontrolleret frigivelse: PAN nanofiber-lægemiddelleveringssystem opnår lægemiddel-vedvarende frigivelse i 72 timer, hvilket reducerer udsving i blodets lægemiddelkoncentration med 60 % og bruges til målrettet kræftbehandling.
Markedspotentiale: Det globale PAN-marked for medicinske materialer forventes at nå $500 millioner i 2025 med en sammensat årlig vækstrate på 12%, hvoraf Asien-Stillehavsregionen tegner sig for over 40%.
Energilagring: 'kernen' af superkondensatorer
Polyacrylonitrile based activated carbon has become the preferred electrode material for supercapacitors due to its high specific surface area (>2000m ²/g) og fremragende ledningsevne. PAN-aktiveret kulelektrode har en specifik kapacitet på 120F/g og en effekttæthed på 10kW/kg og er meget udbredt inden for områder som nye energikøretøjer og smart grids.
Ansøgningssager:
Nye energikøretøjer: BYD e6 er udstyret med PAN-baserede superkondensatorer, hvilket reducerer hurtigopladningstiden til 15 minutter og øger rækkevidden med 10 %.
Smart Grid: State Grid-demonstrationsprojektet anvender PAN-superkondensator-energilagringssystem med en frekvensresponshastighed på millisekunder og en 30% forbedring af nettets stabilitet.
Forbrugerelektronik: Huawei Mate 60-telefonen bruger PAN-baserede grafenkompositelektroder, som øger opladningshastigheden med 50 % og har en batterilevetid på over 2000 gange.
Teknologisk tendens: Forskningen og udviklingen af PAN- og grafenkompositelektrodematerialer accelererer, og det forventes, at energitætheden vil overstige 15Wh/kg, og omkostningerne vil blive reduceret med 30% i 2025.
Med sit mangfoldige modifikationspotentiale og tværfaglige anvendelsesegenskaber er det blevet et uundværligt grundmateriale for moderne industri. Fra high-fremstilling til området for folks levebrød, fra traditionelle industrier til nye teknologier, PAN fremmer industriel opgradering med holdningen "materiel revolution". Med accelerationen af kulfiberlokalisering, gennembrud inden for medicinsk materialeinnovation og iterative opgraderinger inden for miljøbeskyttelsesteknologi forventes den globale markedsstørrelse at overstige 990 millioner US-dollars i 2029, hvilket indvarsler en ny æra af højtydende materialer.
Polyacrylonitril pulveropnås ved fri radikal polymerisation af monomer acrylonitril. Acrylonitrilenhederne i den makromolekylære kæde er forbundet på en fælles hale måde. Hovedsagelig brugt til fremstilling af polyacrylonitrilfibre, polyacrylonitrilfibre (almindeligvis kendt som akrylfibre) har lav styrke, dårlig slidstyrke og træthedsbestandighed. Fordelene ved polyacrylonitrilfiber er god vejrbestandighed og solbestandighed. Det er også modstandsdygtigt over for kemiske reagenser, især uorganiske syrer, blegepulver, hydrogenperoxid og generelle organiske reagenser.
Metode 1: Laboratoriemetode
Laboratoriefremstillingsmetoden for polyacrylonitril er hovedsageligt baseret på fri radikal polymerisationsreaktion. Følgende er de specifikke trin og forholdsregler:
Frie radikaler polymerisation er en additionspolymerisationsreaktion, der gennem virkningen af en fri radikal initiator får kæden til at vokse og de frie radikaler til kontinuerligt at øge, og derved forbinder mange monomerer til store molekyler. I denne proces åbnes carbon-carbon-dobbeltbindingen af monomeren acrylonitril, og den gennemgår gentagne additionsreaktioner med andre monomermolekyler, hvilket i sidste ende opnår polyacrylonitrilpolymerforbindelser.
Eksperimentelt udstyr: trehalset kolbe, konstant trykfaldstragt, magnetomrører, termometer osv.
Eksperimentelle reagenser: Acrylonitrilmonomer, fri radikal-initiator (såsom benzoylperoxid osv.), opløsningsmiddel (såsom dimethylformamid DMF osv., der bruges til at opløse monomeren og initiatoren).
Fastgør den trehalsede kolbe på magnetomrøreren og installer en konstant tryktabstragt og termometer.
Kontroller enhedens lufttæthed for at sikre, at der ikke er lækage.
Tilsæt en vis mængde acrylonitrilmonomer og opløsningsmiddel samt en passende mængde fri radikal-initiator til en trehalset kolbe.
Under påvirkning af magnetisk omrøring blandes monomeren og initiatoren grundigt.
Opvarm reaktionssystemet til en passende temperatur (afhængigt af typen og aktiviteten af initiatoren) for at starte polymerisationsreaktionen med frie radikaler.
Under reaktionsprocessen tilsættes den resterende acrylonitrilmonomer langsomt dråbevis til reaktionssystemet gennem en konstant trykfaldstragt for at opretholde reaktionssystemets stabilitet.
Efter at reaktionen er afsluttet, afkøles reaktionssystemet til stuetemperatur.
Filtrer, vask og tør det opnåede polyacrylonitrilprodukt for at fjerne uomsatte monomerer og opløsningsmidler.
(1) Eksperimentel sikkerhed:
Under forsøget skal der bæres passende beskyttelsesudstyr såsom beskyttelsesbriller og handsker.
Laboratoriet bør opretholde god ventilation for at undgå ophobning af skadelige gasser.
(2) Eksperimentelle forhold:
Reaktionstemperaturen, -tiden og typen og mængden af initiator har en væsentlig indflydelse på polymerisationsreaktionens hastighed og produkternes egenskaber. Derfor, før forsøget udføres, er det nødvendigt omhyggeligt at gennemgå relevant litteratur og bestemme passende eksperimentelle forhold.
(3) Produktets renhed:
Under efter-behandlingsprocessen skal produktet vaskes grundigt og tørres for at fjerne uomsatte monomerer og opløsningsmidler og forbedre produktets renhed.
(4) Eksperimentelt miljø:
Forsøget bør udføres i et tørt og støvfrit- miljø for at undgå påvirkning af urenheder på forsøgsresultaterne.
Metode 2: Industriel produktionsmetoder
Der er forskellige produktionsmetoder for polyacrylonitrilfibre, der danner unikke procesruter.
Fælles for disse procesruter er brugen af opløsnings- (våde og tørre) spindemetoder med tilsvarende opløsningsmiddelgenvindingsbehandlinger.
Forskellene mellem disse procesruter er:
(1) Forskellige copolymersammensætninger;(2) Forskellige polymerisationsmetoder (heterogen præcipitationspolymerisation eller homogen polymerisation);(3) Forskellige spindeopløsningsmidler (herunder dimethylformamid, dimethylacetamid, dimethylsulfoxid, vinylcarbonat, natriumthiocyanat, salpetersyre, zinkchlorid osv.):(4) Forskellige spindemetoder (våd- eller tørspinding, brug af forskellige koagulationsbade ved vådspinding);(5) Forskellige stræk- og efterbehandlingsteknikker-;(6) Forskellige opløsningsmiddelgenvindingsprocesser.Den vigtigste faktor i forskellige processer er opløsningsmidlet, som bestemmer en række proceskarakteristika, såsom fremstillingsbetingelserne for spindeopløsningen, spindeforhold, opløsningsmiddelgenvindingsmetoder og spildevandsbehandlingsmetoder. Det påvirker også mange aspekter såsom brandforebyggelse, gasforebyggelse og udstyrsvalg.
Det hvide faste pulver opnået ved suspensionspolymerisationsmetoden er opløseligt i organiske opløsningsmidler såsom dimethylformamid eller opløsninger såsom thiocyanat; Polyacrylonitrilopløsningen opnås ved opløsningspolymerisationsmetode.
Metode 3: Fremstilling af halogen-fri flamme-hæmmende PAN-fibre
Tilsæt 1 g vakuumtørret P (AN co VAc) fiber i en 500 ml enkelthalset kolbe, juster systemets pH ved at tilsætte KOH vandig opløsning, omrør ved stuetemperatur i 12 timer, fjern fiberen, vask den med deioniseret vand, indtil den er neutral, og tør den til sidst i en vakuumovn ved 60 grader for at opnå co-24z) P. tilsvarende pH-værdier på 10, 12 og 14.
Til en 500 ml trehalset kolbe udstyret med en konstant trykfaldstragt blev 0,5 g af hydrolyseproduktet af den tørrede P (AN co VAc) copolymerfiber fremstillet under pH=12 og hydrolysebetingelser i 12 timer og 20 ml dimethylformamid (DMF) sekventielt tilsat. Efter iblødsætning i 1 time blev 5mL O,O-diethylphosphorylchlorid langsomt dryppet ned i den konstante trykfaldstragt ved stuetemperatur under magnetisk omrøring og derefter opvarmet til 60 grader i 5 timer. Efter fjernelse af fiberen blev den vasket to gange med vandfri ethanol og tre gange med destilleret vand. Efter tørring, halogen-fri flammehæmmende-polyacrylonitril pulverfiber blev opnået.
I 1931 producerede Rain i Tyskland først polyacrylonitril (PAN), men på grund af dets uopløselighed i de fleste organiske og uorganiske opløsningsmidler og smeltetemperatur højere end nedbrydningstemperaturen, var det ikke muligt at anvende de kendte opløsningsspinding og smeltespindingsmetoder på det tidspunkt, og PAN kunne ikke laves til fibre.
PAN-fibre blev først industrialiseret af DuPont.
Polyacrylonitrilfiber refererer til fibre spundet af polyacrylonitril eller copolymerer med et acrylonitrilindhold på over 85%.
verdens polyacrylonitrilfiberproduktion var 2,6685Mt, og Kinas polyacrylonitrilfiberproduktion var 473,7kt.
Forsknings- og udviklingstendenserne for polyacrylonitrilfibre kan opsummeres i to aspekter;
For det første
Forskning i nye fiberdannende processer, såsom brug af blødgøringsmetode til at syntetisere polyacrylonitril copolymerer, for at reducere interaktionen mellem polyacrylonitril makromolekyler og sænke smeltepunktet for polymeren, og for at bruge smeltespindingsproces eller øge koncentrationen af spindeopslæmning i tør spray våd spinning proces for at forbedre de mekaniske egenskaber af de rå fibers formning af fibre.
For det andet
Det er for at studere nye varianter af polyacrylonitrilfibre, såsom flammehæmmende-polyacrylonitrilfibre, højkrympende polyacrylonitrilfibre, onlinefarveteknologi under polyacrylonitrilfiberspinding, anti-statiske polyacrylonitrilfibre, højvandabsorberende polyacrylonitrilfibre og sammensatte polyacrylonitrilfibre og antibakterielle fibre, antiakrylonitrilfibre, lugtbestandige polyacrylonitrilfibre, fjern-infrarøde polyacrylonitrilfibre, polyacrylonitrilfibre med høj-styrke og høj modulus osv.
Ofte stillede spørgsmål
Hvad bruges polyacrylonitril til?
+
-
PAN bruges til at producere et stort udvalg af produkter, herunderultrafiltreringsmembraner, hule fibre til omvendt osmose, fibre til tekstiler og oxiderede PAN-fibre. PAN-fibre er den kemiske forløber for kulfiber af meget-kvalitet.
Hvad er råmaterialerne til polyacrylonitril?
+
-
Hovedmonomeren til fremstilling af polyacrylonitril er acrylonitril (AN), som kan fremstilles afpetroleum, naturgas, kul, calciumcarbidosv., og har en række forskellige procesruter. I øjeblikket er propylen-ammoxidationsmetoden meget udbredt. Klik på produktnavnet for at se produktdetaljerne.
Er polyacrylonitril sikkert?
+
-
Mens polyacrylonitril erikke anses for særlig farlig, kan fremstillings- og forarbejdningsprocesser udgøre risici. For eksempel kan det være farligt at indånde støvpartikler eller dampe, der produceres under fremstilling af polyacrylonitril.
Er polyacrylonitril en plastik?
+
-
Polyacrylonitril (PAN),en syntetisk harpiksfremstillet ved polymerisation af acrylonitril. Et medlem af den vigtige familie af akrylharpikser, det er et hårdt, stift termoplastisk materiale, der er modstandsdygtigt over for de fleste opløsningsmidler og kemikalier, langsomt at brænde og med lav permeabilitet for gasser.
Hvad er de 4 typer polymerstrukturer?
+
-
De fire grundlæggende polymerstrukturer erlineær, forgrenet, tværbundet og netværksforbundet. Diagrammer af lineære, forgrenede, tværbundne og netværksforbundne polymerstrukturer.
Populære tags: polyacrylonitril pulver cas 25014-41-9, leverandører, producenter, fabrik, engros, køb, pris, bulk, til salg