基本信息                  

中文名称：聚丙烯腈

英文名称：Polyacrylonitrile, PAN

CAS登录号：25014-41-9  

化学式：(C3H3N)n

外观：白色粉末

产品特性

聚丙烯腈，polyacrylonitrile，由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的。聚丙烯腈外观为白色或略带黄色的不透明粉末；相对密度1.12，玻璃化温度约90℃。它的软化温度和分解温度很接近，加热至200℃以上也不熔化，而是逐渐着色，以至碳化。熔点 317℃；密度 1.184 g/mL（25℃）。PAN 的分子具有链状结构，由于其大分子链上有强极性和体积较大的氰基，使其分子间形成强的作用力，主要用于制聚丙烯腈纤维。聚丙烯腈纤维（俗称腈纶）的优点是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%。它还耐化学试剂，特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。但是聚丙烯腈的强度一般并不高，耐磨性和抗疲劳性也较差。聚丙烯腈大分子中的氰基易在酸、碱的作用下转变为酰胺基，或进一步反应生成羧基，这就为聚丙烯腈进行化学改性提供了基础，制备如亲水、抗菌、抗静电、阻燃等聚丙烯腈纤维。

产品分类

产品应用

聚丙烯腈纳米纤维的应用领域非常广泛，主要应用于碳纤维的制备、吸附、能源和催化等领域。中科院宁波材料所特种纤维事业部[1]以PAN原丝为原料，经过180℃-300℃预氧化、300℃-800℃低温碳化、1000℃-1600℃的高温碳化制备得到碳纤维，详细研究了PAN原丝向碳纤维转变过程中表面结构演变规律，针对转变过程中各阶段纤维表面特征结构进行了详细的对比研究。

德国拜罗伊特大学Andreas Greiner等研究者将PAN（和丙烯酸甲酯的共聚物）和二叠氮聚乙二醇（PEG-BA，作为交联分子）的溶液进行静电纺丝形成纱线，然后将纱线在160 ℃的空气中进行拉伸，最后将拉伸后的纱线在120 ℃、130 ℃和140 ℃下以及张力的作用下进一步退火数小时，使PAN纤维具有优异的抗拉强度和韧性，抗拉强度高达1236 ± 40 MPa，韧性高达137 ± 21 J/g[2]。东华大学纺织学院王先锋研究员等通过将静电纺丝、造孔、水解反应和接枝技术相结合，成功制备了柔性且具有一定强度的聚乙烯亚胺接枝聚丙烯腈（PAN）纳米多孔纤维膜（图2）。该纳米纤维具有类苦瓜表皮的粗糙多孔结构，是一种优异的CO2吸附材料[3]。经偕胺肟修饰的静电纺PAN纤维膜可用于Cu2+和Pb2+的吸附[4]。

图1 PAN纳米纱线的照片及电镜图：A、B、C为初纺纱线；D、E、F为拉伸及退火处理后的纱线[2]。

图2  聚乙烯亚胺接枝多孔PAN/PVP纤维用于气体吸附[3]。

使用方法

聚丙烯腈可溶于二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜、硝酸亚乙基酯等极性有机溶剂，还能溶于硫氰酸盐、过氯酸盐、氯化锌、溴化锂等无机盐的浓水溶液，以及浓硝酸等特殊溶剂。关于聚丙烯腈静电纺纳米纤维的制备，具体工艺条件可参考链接：http://www.ucalery.com/html/clsc/index.html。应密闭于阴凉干燥环境中，有关其它注意事项或应急措施可参考其安全技术说明书。

参考文献

[1] Qian, X., Zou, R., OuYang, Q., Wang, X., & Zhang, Y. Surface structural evolvement in the conversion of polyacrylonitrile precursors to carbon fibers. Applied Surface Science, 2015, 327, 246–252. 

[2] Xiaojian Liao, Andreas Greiner* et al. High strength in combination with high toughness in robust and sustainable polymeric materials.Science, 2019, 366, 1376-1379.

[3] Zhang, Y., Guan, J., Wang, X., Yu, J., & Ding, B. (2017). ACS Applied Materials & Interfaces, 9(46), 41087–41098. doi:10.1021/acsami.7b14635 

[4] Saeed, K., Haider, S., et al. Preparation of amidoxime-modified polyacrylonitrile (PAN-oxime) nanofibers and their applications to metal ions adsorption. Journal of Membrane Science, 2008, 322(2), 400–405.

资料下载

化学品安全技术说明书-聚丙烯腈.pdf