Polyakrylnitril pulver, kjemisk formel (C3H3N) n, CAS 25014-41-9, er en polymerforbindelse oppnådd ved friradikalpolymerisering av monomer akrylonitril. Akrylnitril-enhetene i den makromolekylære kjeden er forbundet på en felles halemåte. Brukes hovedsakelig for å produsere polyakrylnitrilfibre (PAN), styrken er ikke høy, og slitestyrken og utmattelsesbestandigheten er også dårlig. Fordelene med polyakrylnitrilfiber er god værbestandighet og solbestandighet, og den kan opprettholde 77 % av sin opprinnelige styrke etter å ha vært plassert utendørs i 18 måneder. Det er også motstandsdyktig mot kjemiske reagenser, spesielt uorganiske syrer, blekepulver, hydrogenperoksid og generelle organiske reagenser.
Polyakrylnitril (PAN), som et syntetisk materiale med høy-ytelse, har vist uerstattelig bruksverdi på flere felt på grunn av dens unike molekylære struktur og kjemiske egenskaper. Kjerneapplikasjonene dekker seks retninger: karbonfiberforløpere, tekstilmaterialer, industriteknikk, medisin og helse, energilagring og miljøvernteknologi, og danner en komplett industrikjede fra basismaterialer til avanserte applikasjoner.
Forløper for karbonfiber: hjørnesteinen i høy-produksjon
Det er kjerneråstoffet for tilberedning av karbonfibre, og omtrent 90 % av karbonfibrene over hele verden bruker PAN som en forløper. PAN-fibre kan omdannes til høyytelseskarbonfibre gjennom prosesser som foroksidasjon og karbonisering, med en strekkstyrke på 3,5-7,0 GPa og en modul på 230-630 GPa. De er mye brukt i romfart, lettvekt i biler, vindkraftproduksjon og andre felt.
Typisk tilfelle:
Romfart: Nøkkelkomponentene til det innenlandsproduserte C919-flyet, som vinger og halefinner, er laget av PAN-baserte karbonfiberkomposittmaterialer, som reduserer vekten med 30 % og forbedrer drivstoffeffektiviteten med 15 % sammenlignet med tradisjonelle metallmaterialer.
Bilindustri: Tesla Model S-karosseriet er laget av PAN-karbonfiberforsterket plast (CFRP), som oppnår en vektreduksjon på 10 % og en rekkeviddeøkning på 8 %.
Vindkraftproduksjon: Vestas V236-15.0MW vindturbinblader bruker PAN-karbonfiber, med en lengde på 115,5 meter, og kraftproduksjonseffektiviteten er 20 % høyere enn for glassfiberblader.
Teknologisk gjennombrudd: Shenzhen University samarbeider med bedrifter for å oppnå massepolyakrylnitrilpulverav T1000 karbonfiber på tusen tonns nivå, med en styrke på 6,8GPa og en modul på 320GPa. Det har blitt brukt i det innenlandske forsyningssystemet for store fly, og bryter det utenlandske teknologiske monopolet.
Tekstilmaterialer: en oppgradert versjon av syntetisk ull
Polyakrylnitrilfiber (PAN) er kjent som "syntetisk ull" på grunn av dets utseende og håndfølelse som ligner ull, og produksjonen utgjør mer enn 15 % av den totale syntetiske fiberen. Gjennom kopolymeriseringsmodifisering kan akrylfiber ha anti-statiske, flammehemmende,-antibakterielle og andre egenskaper, og er mye brukt i klær, hjemme- og industritekstiler.
Søknadsscenario:
Klesfelt: Strikkede gensere laget av en blanding av akryl og ull, med 30 % økning i varmebevaring og en pris på kun 60 % av rene ullprodukter; Den originale fargede akrylfiberen brukes til utetelt, med solfasthet på nivå 5 (internasjonal standard) og forlenget levetid på over 8 år.
Hjemmeinnredning: Akryltepper har bedre flekkmotstand enn ulltepper, noe som reduserer rengjøringskostnadene med 50 %; Akrylgardiner har en flammehemmende vurdering på B1 (kinesisk standard), noe som reduserer risikoen for brann betydelig.
Industriell stoff: Akrylarmert betong brukes til brokonstruksjon, med 40 % økning i sprekkundertrykkelsesgrad; Akrylfiberfiltermateriale reduserer støvutslippskonsentrasjonen til under 10mg/m³ i sementanleggs røykgassbehandling (nasjonal standard Mindre enn eller lik 30mg/m³).
Markedsdata: I 2024 vil Kinas akrylfiberproduksjon nå 1,2 millioner tonn, og utgjøre 45% av den globale totale produksjonen. Blant dem vil forbruket i Øst-Kina utgjøre 45 %, hovedsakelig brukt til klær og industrielle stoffer.
Industriteknikk: Optimalt utvalg av korrosjonsbestandige materialer
Den kjemiske korrosjonsbestandigheten gjør det til et ideelt materiale for felt som kjemiteknikk og energi. Gjennom kopolymeriseringsmodifisering kan PAN lages til spesielle fibre og harpikser som er syrebestandige, alkalibestandige og løsemiddelbestandige, som brukes i scenarier som rørledninger, lagertanker og anti-korrosjonsbelegg.
Typiske bruksområder:
Kjemiske rørledninger: PAN-baserte glassfiberrørledninger har tre ganger lengre levetid enn metallrørledninger ved transport av svovelsyre og saltsyre, og vedlikeholdskostnadene reduseres med 60 %.
Energilagringsutstyr: PAN-fiber brukes som basismateriale for litium-ionbatteriseparatorer, med en porøsitet på 40 %, en økning i ioneledningsevne på 20 % og en batterisykluslevetid som overstiger 3000 ganger.
Havteknikk: PAN-belagte stålkonstruksjoner har et korrosjonsmotstandsnivå på C5 (internasjonal standard) i sjøvannsmiljø, og vedlikeholdssyklusen er utvidet fra 5 år til 15 år.
Teknologisk fremskritt: Zhongfu Shenying har utviklet PAN-baserte høy-temperaturfibre med en temperaturmotstand på 300 grader, som har blitt brukt i romfartøys termiske beskyttelsessystemer, noe som reduserer kostnadene for importerte materialer med 40 %.
Medisinsk helse: Gjennombrudd i biokompatibilitet
Biologisk treghet girpolyakrylnitrilpulveren unik fordel innen det medisinske feltet. Gjennom overflatemodifisering kan PAN brukes til å produsere avanserte medisinske produkter som kunstige blodårer, nervekanaler og medikamentbærere, noe som fremmer utviklingen av regenerativ medisin.
Innovative applikasjoner:
Kunstige blodårer: PAN-baserte kunstige blodkar med liten-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.
Nevral reparasjon: PAN nervekanal leder aksonal regenerering med en hastighet på 1 mm/dag, som er 50 % kortere enn reparasjonssyklusen ved autolog nervetransplantasjon, og brukes til behandling av perifere nerveskader.
Legemiddelkontrollert frigjøring: PAN nanofiber medikamentleveringssystem oppnår vedvarende frigjøring av medikamenter i 72 timer, reduserer konsentrasjonssvingninger i blodet med 60 %, og brukes til målrettet kreftbehandling.
Markedspotensial: Det globale PAN-markedet for medisinske materialer forventes å nå 500 millioner dollar innen 2025, med en sammensatt årlig vekstrate på 12 %, hvorav Asia-Stillehavsregionen står for over 40 %.
Energilagring: "kjernen" i superkondensatorer
Polyacrylonitrile based activated carbon has become the preferred electrode material for supercapacitors due to its high specific surface area (>2000m ²/g) og utmerket ledningsevne. PAN-aktivert karbonelektrode har en spesifikk kapasitet på 120F/g og en effekttetthet på 10kW/kg, og er mye brukt i felt som nye energikjøretøyer og smarte nett.
Søknadstilfeller:
Nye energibiler: BYD e6 er utstyrt med PAN-baserte superkondensatorer, noe som reduserer hurtigladetiden til 15 minutter og øker rekkevidden med 10 %.
Smart Grid: State Grid-demonstrasjonsprosjektet tar i bruk PAN-superkondensator-energilagringssystem, med en frekvensresponshastighet på millisekunder og en 30 % forbedring i nettstabilitet.
Forbrukerelektronikk: Huawei Mate 60-telefonen bruker PAN-baserte grafenkomposittelektroder, som øker ladehastigheten med 50 % og har en batterisykluslevetid på over 2000 ganger.
Teknologisk trend: Forskningen og utviklingen av PAN- og grafenkomposittelektrodematerialer akselererer, og det forventes at energitettheten vil overstige 15Wh/kg og kostnadene vil reduseres med 30 % innen 2025.
Med sitt mangfoldige modifikasjonspotensial og tverrfaglige applikasjonsegenskaper, har det blitt et uunnværlig grunnmateriale for moderne industri. Fra høy-produksjon til feltet for folks levebrød, fra tradisjonelle industrier til nye teknologier, PAN fremmer industriell oppgradering med holdningen "materiell revolusjon". Med akselerasjonen av lokalisering av karbonfiber, gjennombrudd innen medisinsk materialeinnovasjon og iterative oppgraderinger innen miljøvernteknologi, forventes den globale markedsstørrelsen å overstige 990 millioner amerikanske dollar innen 2029, og innlede en ny æra av materialer med høy-ytelse.
Polyakrylnitril pulveroppnås ved fri radikal polymerisering av monomer akrylonitril. Akrylnitril-enhetene i den makromolekylære kjeden er forbundet på en felles halemåte. Hovedsakelig brukt for å produsere polyakrylnitrilfibre, polyakrylnitrilfibre (ofte kjent som akrylfibre) har lav styrke, dårlig slitestyrke og tretthetsbestandighet. Fordelene med polyakrylnitrilfiber er god værbestandighet og solbestandighet. Det er også motstandsdyktig mot kjemiske reagenser, spesielt uorganiske syrer, blekepulver, hydrogenperoksid og generelle organiske reagenser.
Metode 1: Laboratoriemetode
Laboratoriefremstillingsmetoden for polyakrylnitril er hovedsakelig basert på friradikalpolymerisasjonsreaksjon. Følgende er de spesifikke trinnene og forholdsreglene:
Friradikalpolymerisasjon er en addisjonspolymerisasjonsreaksjon som, gjennom virkningen av en friradikalinitiator, får kjeden til å vokse og de frie radikalene til å øke kontinuerlig, og dermed forbinder mange monomerer for å danne store molekyler. I denne prosessen åpnes karbonkarbondobbeltbindingen til monomeren akrylonitril, og den gjennomgår gjentatte addisjonsreaksjoner med andre monomermolekyler, og oppnår til slutt polyakrylnitrilpolymerforbindelser.
Eksperimentelt utstyr: trehalset kolbe, konstant trykkfallstrakt, magnetrører, termometer, etc.
Eksperimentelle reagenser: Akrylnitrilmonomer, friradikalinitiator (som benzoylperoksid, etc.), løsningsmiddel (som dimetylformamid DMF, etc., brukt til å løse opp monomeren og initiatoren).
Fest den trehalsede kolben på magnetrøreren og installer en konstant trykkfallstrakt og termometer.
Kontroller lufttettheten til enheten for å sikre at det ikke lekker.
Tilsett en viss mengde akrylnitrilmonomer og løsningsmiddel, samt en passende mengde friradikalinitiator, til en trehalset kolbe.
Under påvirkning av magnetisk omrøring blandes monomeren og initiatoren grundig.
Varm opp reaksjonssystemet til en passende temperatur (avhengig av typen og aktiviteten til initiatoren) for å starte friradikalpolymerisasjonsreaksjonen.
Under reaksjonsprosessen tilsettes den gjenværende akrylonitrilmonomeren sakte dråpevis inn i reaksjonssystemet gjennom en konstant trykkfallstrakt for å opprettholde stabiliteten til reaksjonssystemet.
Etter at reaksjonen er fullført, avkjøl reaksjonssystemet til romtemperatur.
Filtrer, vask og tørk det oppnådde polyakrylnitrilproduktet for å fjerne ureagerte monomerer og løsningsmidler.
(1) Eksperimentell sikkerhet:
Under forsøket bør passende verneutstyr som vernebriller og hansker brukes.
Laboratoriet bør opprettholde god ventilasjon for å unngå akkumulering av skadelige gasser.
(2) Eksperimentelle forhold:
Reaksjonstemperaturen, tiden og typen og mengden av initiator har en betydelig innvirkning på polymerisasjonsreaksjonshastigheten og produktenes egenskaper. Derfor, før du utfører eksperimentet, er det nødvendig å nøye gjennomgå relevant litteratur og bestemme passende eksperimentelle forhold.
(3) Produktrenhet:
Under etter-behandlingsprosessen bør produktet vaskes grundig og tørkes for å fjerne ureagerte monomerer og løsemidler og forbedre renheten til produktet.
(4) Eksperimentelt miljø:
Eksperimentet bør utføres i et tørt og støvfritt- miljø for å unngå påvirkning av urenheter på forsøksresultatene.
Metode 2: Industrielle produksjonsmetoder
Det finnes ulike produksjonsmetoder for polyakrylnitrilfibre, som danner unike prosessruter.
Felles for disse prosessrutene er bruken av oppløsnings- (våt og tørr) spinningsmetoder, med tilsvarende løsningsmiddelgjenvinningsbehandlinger.
Forskjellene mellom disse prosessrutene er:
(1) Ulike kopolymersammensetninger;(2) Ulike polymeriseringsmetoder (heterogen utfellingspolymerisasjon eller homogen polymerisasjon);(3) Ulike spinnende løsemidler (inkludert dimetylformamid, dimetylacetamid, dimetylsulfoksid, vinylkarbonat, natriumtiocyanat, salpetersyre, sinkklorid, etc.):(4) Ulike spinningsmetoder (våt- eller tørrspinning, bruk av forskjellige koagulasjonsbad ved våtspinning);(5) Ulike tøynings- og etter-behandlingsteknikker;(6) Ulike gjenvinningsprosesser for løsemidler.Den viktigste faktoren i ulike prosesser er løsningsmidlet, som bestemmer en rekke prosessegenskaper som fremstillingsforholdene til spinneløsningen, spinneforhold, løsningsmiddelgjenvinningsmetoder og avløpsvannbehandlingsmetoder. Det påvirker også mange aspekter som brannforebygging, gassforebygging og utstyrsvalg.
Det hvite faste pulveret oppnådd ved suspensjonspolymerisasjonsmetoden er løselig i organiske løsningsmidler som dimetylformamid eller løsninger som tiocyanat; Polyakrylnitrilløsningen oppnås ved løsningspolymeriseringsmetode.
Metode 3: Fremstilling av halogen-fri flamme-hemmende PAN-fibre
Tilsett 1 g vakuumtørket P (AN co VAc) fiber i en 500 ml enhalset kolbe, juster pH i systemet ved å tilsette KOH vandig løsning, rør ved romtemperatur i 12 timer, fjern fiberen, vask den med avionisert vann til nøytral, og tørk den til slutt i en vakuumovn ved 60 grader for å oppnå copolymer (Van copolymer) i 24 timer. tilsvarende pH-verdier på 10, 12 og 14.
Til en 500 ml trehalset kolbe utstyrt med en konstant trykkfallstrakt ble 0,5 g av hydrolyseproduktet av den tørkede P (AN co VAc) kopolymerfiberen fremstilt under pH=12 og hydrolysebetingelser i 12 timer og 20 ml dimetylformamid (DMF) tilsatt sekvensielt. Etter bløtlegging i 1 time ble 5mL O,O-dietylfosforylklorid sakte droppet ned i den konstante trykkfallstrakten ved romtemperatur under magnetisk omrøring, og deretter oppvarmet til 60 grader i 5 timer. Etter fjerning av fiberen ble den vasket to ganger med vannfri etanol og tre ganger med destillert vann. Etter tørking, halogen-fri flammehemmende-polyakrylnitrilpulverfiber ble oppnådd.
I 1931 produserte Rain i Tyskland først polyakrylnitril (PAN), men på grunn av dets uløselighet i de fleste organiske og uorganiske løsningsmidler og smeltetemperatur høyere enn nedbrytningstemperaturen, var det ikke mulig å bruke de kjente løsningsspinnings- og smeltespinningsmetodene på den tiden, og PAN kunne ikke lages til fibre.
PAN-fibre ble først industrialisert av DuPont.
Polyakrylnitrilfiber refererer til fibre spunnet fra polyakrylnitril eller kopolymerer med et akrylnitrilinnhold på over 85 %.
verdens polyakrylnitrilfiberproduksjon var 2,6685Mt, og Kinas polyakrylnitrilfiberproduksjon var 473,7kt.
Forsknings- og utviklingstrendene for polyakrylnitrilfibre kan oppsummeres i to aspekter;
For det første
Forskning på nye fiberdannende prosesser, som bruk av myknermetode for å syntetisere polyakrylnitril-kopolymerer, for å redusere interaksjonen mellom polyakrylnitril-makromolekyler og senke smeltepunktet til polymeren, og for å bruke smeltespinningsprosess eller øke konsentrasjonen av spinneoppslemming i tørrspray-våtspinningsprosessen for å forbedre de mekaniske egenskapene til fiberformingen av råfibrene.
For det andre
Det er for å studere nye varianter av polyakrylnitrilfibre, slik som flammehemmende-polyakrylnitrilfibre, høykrympende polyakrylnitrilfibre, online fargeteknologi under spinning av polyakrylnitrilfiber, anti-statiske polyakrylnitrilfibre, høyvannabsorberende polyakrylnitrilfibre, antibakterielle fibre, antibakterielle fibre, antibakterielle fibre, luktfaste polyakrylnitrilfibre, fjern-infrarøde polyakrylnitrilfibre, polyakrylnitrilfibre med høy-styrke og høy modul, etc.
Ofte stilte spørsmål
Hva brukes polyakrylnitril til?
+
-
PAN brukes til å produsere et stort utvalg av produkter, inkludertultrafiltreringsmembraner, hule fibre for omvendt osmose, fibre for tekstiler og oksiderte PAN-fibre. PAN-fibre er den kjemiske forløperen til karbonfiber av høy-kvalitet.
Hva er råvarene for polyakrylnitril?
+
-
Hovedmonomeren for fremstilling av polyakrylnitril er akrylnitril (AN), som kan produseres avpetroleum, naturgass, kull, kalsiumkarbid, etc., og har en rekke prosessruter. For tiden er propylenamoksidasjonsmetoden mye brukt. Klikk på produktnavnet for å se produktdetaljer.
Er polyakrylnitril trygt?
+
-
Mens polyakrylnitril erikke ansett som spesielt farlig, kan produksjons- og prosesseringsprosesser utgjøre risiko. For eksempel kan det være farlig å inhalere støvpartikler eller røyk produsert under produksjon av polyakrylnitril.
Er polyakrylnitril en plastikk?
+
-
polyakrylnitril (PAN),en syntetisk harpiksfremstilt ved polymerisasjon av akrylonitril. Et medlem av den viktige familien av akrylharpikser, er det et hardt, stivt termoplastisk materiale som er motstandsdyktig mot de fleste løsemidler og kjemikalier, treg å brenne og med lav permeabilitet for gasser.
Hva er de 4 typene polymerstrukturer?
+
-
De fire grunnleggende polymerstrukturene erlineær, forgrenet, tverrbundet og nettverk. Diagrammer over lineære, forgrenede, tverrbundne og nettverkstilkoblede polymerstrukturer.
Populære tags: polyakrylnitril pulver cas 25014-41-9, leverandører, produsenter, fabrikk, engros, kjøp, pris, bulk, til salgs