92. Производство карбоцепных волокон. Получение полиакрилонитрила
Карбоцепные В – входят В, макромолекулы которых содержат в основной цепи только атомы углерода.
Особенности производства:
1) При формировании В любым способом не происходит хим. изменений полимера. Получаемое В по хим. составу идентично с исходным полимером, кроме В, полученных из ПВ-го спирта.
2) Чтобы повысить комплекс механ. св-в все синтетические В подвергаются вытягиванию до 200%.Вытягивание В проводится на прядильной машине или в процессе последующей обработки проводят при норм. t или повышенной.
3) Все синтетич. В (кроме тефлона) термопластичны =>технологический процесс вводится операция терморелаксация (термофиксация В). В результате повышается равномерность структуры В, увеличивается удлинение, снижается усадка при повыш. t( в горячее воде). Изменяя условия формования, вытягивания и термофиксации м. в широких пределах изменить механ. св-ва полученных В.
Основные особенности производства карбоцепных В.
Исх. сырье: этилен, ацетилен. Методы получения полимера: цепная полимеризация.
Растворители, применяемые при получении прядильного раствора: ацетон, вода, диметилформамид. Метод формования: из раствора, гелей, расплава. Скорость формования: мокрый способ 20-60 м/мин, сухой способ 100-300 м/мин, из расплава 500-600 м/мин. Степень вытягивания: 200-2000%. Условия получения: при повыш. t на прядильной машине. Получение полиакрилонитрила. Синтез акрило - нитрила.
НАК – исходный мономер для получения ПАН. Синтез м. проводить разл. методами. Для этой цели использ-ся разного вида многотонажное орган. сырье.
М. проводить синтез методами: из окиси этилена, из ацетальдегида, из ацетилена и из пропилена.Синтез из этилена. Протекает в 2 стадии:
1)окись этилена взаимодействует с синильной кислотой (HCN), получается этиленциангидрид.
2)происходит дегидратация этиленциангидрида при 180-2000С в присутствии катализаторов оксидов Al и солей щелочных металлов, образуется акрило-нитрил.
Синтез из ацетальдегида. Вначале получают нитрил молек. кислоты (α - оксикроклоннитрил). Получают НАК взаимодействием уксусного альднгида и синильной кислоты при t=50-60. Затем нитрил мол. кислоты дегидратируют при t=650 в присутствии катализатора (85% р-р фосфорной к-ты). Этот метод интересен тем, что уксусный альдегид м. быть прямым окислителем этилена.
Получение акрило-нитрила из ацетилена. Этот метод широко применяется в промышленности, основан на присоединении ацетилена к синильной к-те. Р-ция происходит при t=80-900С в присутствии катализаторов (CuCl2+NH4Cl). Выход акрило-нитрила сост.80-85%, ацетилен - дешевое сырье, т. к. получается из природного газа=> метод нашел широкое промышленное применение.
Получение акрилонитрила из пропилена. Метод основан на окислении пропилена и аммиака кислородом воздуха. Р-ция проходит при t=450-4750С и Р=3 атм. Выход акрилонитрила 100%. Стоимость акрилонитрила и соответственно ПАН снижается и т. о. увеличивается конкурентоспособность повыш-ся ПАН-го В по сравнению с другими синтетич. В.
