聚丙烯腈

聚丙烯腈系由丙烯腈、丙烯酸甲酯、依康酸等共聚而成的丙烯腈的聚合物。它是腈论(俗称人造羊毛) 的原料。化学式[CH2＝CH-CN]n，结构平均分子量为2.5×104～8×104。常温下为白色粉末，比重1.14～1.16。软化点为267℃，分解温度为230℃。几乎不溶于水、脂肪、弱酸、弱碱、一般溶剂，也不溶于唾液、胃液等体液。但可溶于二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜等极性有机溶剂及无机盐(硫氰酸盐NaSCN、过氯酸盐、氯化锌ZnCl2等)的浓水溶液及硝酸中，适于成纤维的聚丙烯腈其分子量在205万～208万之间，在230℃软化并分解。聚丙烯腈属低毒类聚合物。大鼠一次经口染毒剂量为2，000～3，000mg/kg，一次吸入浓度为2，500～25，00mg/m3时，均未引起中毒。有蓄积性。聚丙烯腈纤维较粗，硬而脆易折断，近似玻璃纤维，能对皮肤粘膜产生机械刺激，故接触聚丙烯腈纤维的纺纱工人，可发生皮肤瘙痒和皮疹，皮肤斑贴试验未发现化学刺激和致敏作用。预防措施：改革工艺减少低聚物粉尘产生，密闭、抽出式通风，加强个人防护。供应含碘和含维生素C丰富的食物。
聚丙烯腈纤维中国称“腈纶”，是合成纤维主要品种之一。由聚丙烯腈或含少量其他单体的丙烯腈共聚物纺制而成的纤维。长纤维像蚕丝，短纤维像羊毛(俗称人造羊毛)。纤维强度2.2～2.6g/d，伸长率20%～28%，吸湿率小(约0.9%)。质地柔软、轻盈、保暖，极似羊毛，多数用于和羊毛混纺或作羊毛代用品，故有“合成羊毛”之称。它的耐候性和耐日晒性好，在室外放置18个月后还能保持原有强度的77%;耐化学试剂(如无机酸、有机溶剂、漂白粉、过氧化氢等)，但对碱不稳定。 1950年美国杜邦公司首先投入工业生产。因原料价廉、工艺简单、性能优良，产量增长很快，在世界合成纤维中仅次于涤纶和锦纶。为改善其染色性、回弹性、溶解性，通常在腈纶中加入少量(<15%)第二、第三单体。第二单体主要是丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯等;第三单体有甲叉丁二酸、丙烯磺酸钠等。腈纶的保暖性比羊毛高15%，强度比羊毛高1～2. 5倍(仅次于涤纶、锦纶)。弹性模量大，保型性好，耐日光性为合成纤维之冠;耐热性仅次于涤纶，不霉不烂、不怕虫蛀。但耐磨性和耐疲劳性欠佳。
腈纶主要应用于纺织业。世界产量的99%为短纤维，其中以毛型为主，主要与羊毛、其他合成纤维以及粘胶纤维混纺，用以制膨体腈纶纱、混纺毛线、腈粘花呢、粘锦腈花呢、腈纶人造毛皮、腈纶长毛绒、腈纶驼绒等。纯纺腈纶也可制各种针织品，如运动服、薄型衣料。其中长纤维与涤纶、粘胶混纺可制纺毛产品，如隐条呢、平纹呢等。除衣着外，腈纶也用于做帐篷、幕布、窗帘、地毯、炮衣等。腈纶长丝可作碳纤维和石墨纤维的原料，以供制造人造卫星或导弹外壳用的烧蚀复合材料。
以上信息由Chemicalbook的彤彤编辑整理。 工业生产聚丙烯腈的方法主要有悬浮聚合(参见“聚氯乙烯”)、溶液聚合(将单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合反应)。丙烯腈溶于二甲基甲酰胺中，用偶氮异丁腈或偶氮异庚腈做引发剂，在50～60℃聚合，当转化率达90%时，回收未反应的单体，过滤溶液，配成一定浓度，可供纺丝。此外，还可在水溶液中进行沉淀聚合，以水溶性过硫酸钾为引发剂引发聚合，生成的聚合物不断从水中析出，过滤后得到粉末状的聚丙烯腈。 聚丙烯腈也是一种强度高、弹性好、耐油、耐酸碱的材料。其单体虽是一种有毒的原料，但聚合后聚丙烯腈毒性低微。从合成纤维布片在狗的腹腔内埋植的情况看(以材料与肠粘膜是否产生粘连作判据)，聚丙烯腈优于聚酰胺(尼龙)，不如聚四氯乙烯及聚酯。当其和血液接触时，对血液有形成分破坏较少;同时易于消毒灭菌，可用高压蒸气，环氧乙烷或γ射线进行消毒灭菌。
聚丙烯腈纤维制成的人工血管已广泛用于临床。近年，开发了丙烯腈与阳离子单体共聚物，共聚物纺丝后，再与肝素形成离子复和物，此种纤维具有直接的抗凝血性能。丙烯腈与甲基丙烯磺酸钠共聚物制成的膜具有良好的通透性能，用这种膜制成集成式平板型人工肾，由于对中分子量尿毒素清除率高而广泛用于临床。此外也已制成聚丙烯腈空心纤维型人工肾。
聚丙烯腈在200℃、400℃、600℃下进行处理可使其成环：

若在惰性气体保护下，于1500℃高温热分解处理，则可在其表面形成一种特殊的六角形蜂窝状结构。这种特殊的碳化结构具有良好的抗凝血性能。若进而进行活化处理，则可以制备高吸附性能的活性炭材料。这种人工材料在人工器官中的应用前景是极其广泛的。
参考资料：中国医学百科全书编辑委员会 编;罗致诚 主编.中国医学百科全书·二十六。 可做盘根填料，纺织后做防火服和加工碳纤维 用于纯纺或与羊毛及其他化学纤维混纺制纺织、针织品 有毒物品 高毒 吸入-小鼠 LC50: 10 克/立方米/30分 可燃; 加热分解释放有毒氮氧化物和氰化物烟雾 库房通风低温干燥 干粉、泡沫、砂土、二氧化碳, 雾状水