聚丙烯腈纤维篇1
关键词：聚丙烯腈纤维；混凝土；桥梁伸缩缝；应用
中图分类号：tU37文献标识码：a文章编号：
在工程界中已经逐渐认识到聚丙烯腈纤维在混凝土中的重要作用。它具备的优势对建筑工程都起到了积极的促进作用，因此，我们可以对聚丙烯腈纤维混凝土在桥梁伸缩缝中的应用加以分析，以此来能够更进一步利用聚丙烯腈纤维的优势。
聚丙烯腈纤维的特性
聚丙烯腈纤维又被称为腈纶纤维，聚丙烯腈纤维具备着高强度的抗拉性、抗紫外性、耐高温性以及严寒性。作为加强水泥混凝土和沥青混凝土的材料，聚丙烯腈纤维对于混凝土的抗拉性、抗疲劳性和抗弯拉性都有很大的提高作用，而且对于混凝土早期的抗裂性有着很大的改善作用。。聚丙烯腈纤维的参数主要有：
桥梁伸缩缝中的问题
桥梁中的重要结构物就是伸缩缝。在受到复杂应力的作用下，锚定伸缩缝的混凝土通常都会出现啃边、掉脚、凹坑、破裂、锚固松动等现象。这就需要建设者要提高桥梁以及伸缩混凝土的强度，同时也需要它们具备足够的抗冲击性能、抗渗性能、耐冻融性能以及抗疲劳性能等等。
设计工程
1、工程项目：我们可以以某大桥为例，在桥梁伸缩缝中统一采用120性齿板伸缩缝，过渡段的混凝土为C40聚丙烯腈纤维砼。相关的试验人员为了提高砼的耐久性，保证工程质量，因此，对聚丙烯腈纤维在砼中的应用展开了试验工作。
2、试验材料：
水泥：采用中国水泥厂有效公司生产的42.5级普通的硅酸盐水泥；
细骨料：采用细度模数是2.6的中砂，含泥量是1.2%的细骨料；
粗集料：采用规格为5毫米到25毫米，含砂量为0.2%；
外加剂：采用重庆福云外加剂有限公司生产的Fw-3a高效减水剂；
水：自来水。
3、配合比设计
配置强度：49.77mpa；
砼水灰比：0.38；
每立方米用水量是160千克；
每立方米砼消耗水泥量是421千克；
砂率：选用集料最大的是25毫米，水灰比是0.38。选择混凝土含砂率是40%。
粗、细骨料：每立方米分别是1091千克和728千克
基准配合比确定
我们可以以30天为试验期，水灰比分别增添或者是降低5%进行对比试验，使用三组，最终可以确定每立方米砼的各种材料用量是：
从上表中我们可以看出在选择水灰比是0.38时，每立方米所消耗的水泥是421千克，每立方米消耗砂是728；石子消耗量每立方米是1091千克，含水量是每立方米160千克，需要添加外加剂每立方米是9.5千克，总共容量是2409千克，30天后的抗压强度是51.6mpa。
设计掺入聚丙烯腈纤维配合比
1、设计砼强度等级为40级后，砼拌和物坍的落度应该是75毫米到115毫米，含砂率最好应该是在36%到46%。
2、选用纤维长度是9毫米，断裂的长度是729mpa，断裂的伸长率是15%，纤维的密度是每立方米是1.2%，弹性模量是10561mpa。水泥量、含砂量、碎石、外加剂如上面我们所说。
3、我们从上一个表中可以知道每立方米水泥、砂、石子、水、外加剂分别是421、728、1091、160、9.5千克，每立方米掺进聚丙烯腈纤维最适合的是每立方米添加1.6千克，我们可以做3组试验，根据30天试验期，石灰比增添或者降低2%，以此来选择优秀的方案。
第一组：当石灰比是0.38时，每立方米水泥含量是421千克，含砂量是728千克，含石量是1091千克，含水量是160千克，外加剂是9.5千克，纤维是1.6千克，30天后的抗压强度是53.2mpa；
第二组：当石灰比是0.40时，每立方米水泥含量是405千克，含砂量是744千克，含石量是1101千克，含水量是160千克，外加剂是9.1千克，纤维是1.6千克，30天后的抗压强度是52.2mpa；
第三组：当石灰比是0.42时，每立方米水泥含量是409千克，含砂量是750千克，含石量是1091千克，含水量是160千克，外加剂是8.8千克，纤维是1.6千克，30天后的抗压强度是52mpa。
根据反复的试验后，仔细观察砼拌和以及其抗压强度，发现其比普通的砼的效果看起来要好的很多，并且坍落度是110毫米。我们可以将第一个未添加纤维同添加纤维进行对比，会发现当，石灰比都是0.38时，水泥含量、含砂量、碎石容量、含水量在相同时，未添加纤维的强度低于添加纤维砼的强度。未添加纤维的强度是51.6mpa，添加纤维的强度是53.2mpa。
砼在添加聚丙烯腈纤维后的使用效果
1、在经过对某大桥进行砼施工试验后，可以看出在减价聚丙烯腈后，砼拌以及物的和易性、流动性、密实性还有耐久性都进一步得到了改善，并且在经过温度变化后，混凝土容易出现的断裂也得到了改善。在混凝土的内部，纤维均匀分布在其中，当混凝土要出现裂缝时受到了纤维的阻碍，因此需要消耗一定的能量，然后使得裂缝很难发展。
2、聚丙烯腈纤维砼对于早期产生的发展的干缩裂纹有着很好的抑制作用，尤其是在产生连通裂缝上起到了有效的控制，在混凝土内部中均匀分布的大量的纤维在面对混凝土表面上的离析的骨料时有着很好的控制作用，从而在最大程度上降低了混凝土中的孔隙含量，提高了混凝土的抗渗能力。
3、聚丙烯腈纤维砼在添加纤维和水泥进行凝固后，阻碍了裂缝的产生和发展，提高了混凝土的韧性，另一方面，对混凝土的泌水性也得到了很大的改善作用。纤维在和水泥基料紧密的结合在一起后，使得水泥中的水分能够更加彻底的得到反应，减少了骨料的离析，从而能够均匀的配给，混凝土的整体强度得到了有效的保持，阻挡了混凝土中裂缝的发展，提高了混凝土的抗冲击能力。
五、施工应该注意事项
1、虽然聚丙烯腈纤维综合性的指标高于普通砼，但是并不能将纤维当作“增强筋”来承受负荷，不能改变工程的原有结构设计；
2、聚丙烯腈纤维的坍落度要控制在70毫米到110毫米之间，同时也要根据天气的变化、风速以及运距长短进行适合的调整，从而提高混凝土的施工质量。如果工程真的需要提高坍落度时，要加大其减水剂的用量，但是不能单独的加大用水量。
3、必须要严格按照工程施工规范对聚丙烯腈纤维进行养护，以此来发挥其最大的作用。
总结
聚丙烯腈纤维作为混凝土的次要加筋材料，它的作用是非常明显的，可以提高混凝土的韧性、抗冲击性能抗渗性、抗冻性以及耐久性等，并且可以阻止出现裂缝的情况。因此在桥梁伸缩缝中要充分发挥聚丙烯腈纤维混凝土的应用，发挥其最大的作用。
参考文献：
[1]王黎明，唐维中，郭浩.聚丙烯纤维混凝土在桥面连续及伸缩缝中的应用[J].东北林业大学学报,2003,31(01):56-58.
聚丙烯腈纤维篇2
关键词：牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维；桑蚕丝；棉；莱赛尔纤维；粘纤；纤维含量
牛奶蛋白聚丙烯腈纤维是将液态牛奶去水、脱脂、利用接枝共聚技术将蛋白质分子与丙烯腈分子制成牛奶浆液，使其形成一种在结构中含有牛奶蛋白质氨基酸大分子的线型高分子，再经湿纺新工艺处理而成，因此可以将牛奶蛋白纤维描述为一种含动物蛋白氨基酸的合成纤维。纤维中含有大量的动物蛋白氨基酸，所以具有良好的亲肤特性；也正因为其制作过程采用接枝共聚、湿纺等技术，纤维的性能和品种可根据需要调整，具有极好的加工性能。用哈氏切片器做该纤维的纵向和横截面切片，置于500倍投影仪中观察发现：纵向有隐条纹，边缘光滑；横截面呈圆形，似合成纤维。燃烧法特征：靠近火焰：熔融并卷曲；接触火焰：卷曲，融化，燃烧；离开火焰：燃烧，有时自灭；燃烧时气味：毛发燃味；残留物特征：黑色状，基本松脆，但有极细微量硬块。化学试剂法用5%氢氧化钠溶液，100℃温度下，溶解3分钟，纤维呈紫红色，溶解30分钟，纤维溶胀成冻胶状，燃烧时有蛋白质气味。
针对牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维在纺织行业的广阔前景，本文根据实际检测中遇到的来样，通过查阅文献资料，运用FZ/t01103―2009《纺织品牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维混纺产品定量化学分析方法》标准和FZ/t01026―2009《纺织品定量化学分析四组分纤维混合物》，手工拆分法与溶解法结合，设计了牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维与桑蚕丝、棉、莱赛尔纤维、粘纤产品的定量鉴别方法，为日后此类型的纺织品定量分析提供参考和借鉴。
1试样
牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维与桑蚕丝、棉、莱赛尔纤维、粘纤组成的针织产品。该针织产品经纤维定性分析，由三股纱线组成，一股纱为粘纤，可用手工拆分法拆出，另两股纱由牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维与桑蚕丝、棉、莱赛尔纤维混纺而成，分别利用FZ/t01103―2009方法与FZ/t01026―2009（方案1）结合，顺序溶解桑蚕丝与牛奶蛋白，聚丙烯腈，莱赛尔纤维，最后剩余棉，可得出各组分含量。按此方法取样5个1g左右的样品进行以下试验。
2试验准备
分析天平：精度在0.0002g或以上；干燥烘箱：保持温度（105±3）℃；数显水浴恒温振荡器：可调节温度、振荡频率、定时等功能；玻璃砂芯过滤坩埚、具塞三角烧瓶：容量不小于250mL；干燥器、量筒、称量瓶、真空抽气泵等。
次氯酸钠溶液：在1mol/L的次氯酸钠溶液中加入氢氧化钠，使其含量为5g/L。此溶液可用碘量法滴定，使其浓度在0.9mol/L～1.1mol/L。
硫氰酸钠溶液：将500g硫氰酸钠加入500mL水（20℃，51%硫氰酸钠溶液密度为1.294g/mL）。
甲酸/氯化锌溶液：20g无水氯化锌（质量分数>98%）和68g无水甲酸加水至100g。
稀乙酸溶液：取5mL冰乙酸用水稀释至1000mL。
稀氨水溶液：取20mL浓氨水（密度为0.880g/mL），用水稀释至1L。
3试验方法
试样预处理后，取样约1g左右，将一股粘纤用手工拆分法拆出，另两股为牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维与桑蚕丝、棉、莱赛尔纤维混纺纱，将两种纱线分别拆出，烘干，溶解，称重，最后分类计算。
牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维与桑蚕丝、棉、莱赛尔纤维混纺纱的溶解，第一步，用0.9mol/L～1.1mol/L次氯酸钠溶液溶解牛奶蛋白与桑蚕丝，抽滤后烘干；第二步，烘干后的试样在水中浸湿，湿态下用硫氰酸钠溶解聚丙烯腈；第三步，甲酸/氯化锌溶液溶解莱赛尔纤维。操作时，每一个环节需掌握好温度、时间。
4结果分析
4.1数据计算
各纤维的净干百分率计算如下：
p桑蚕丝=100-（p粘+p棉+p莱+p牛奶）
式中：
m――预处理后试样干重，g；
r0――经手工拆分后剩余牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维与桑蚕丝、棉、莱赛尔纤维的干重，g；
r1――经次氯酸钠溶解后剩余聚丙烯腈、棉、莱赛尔纤维的干重，g；
r2――经硫氰酸纳溶解后剩余棉、莱赛尔纤维的干重，g；
r3――经甲酸/氯化锌溶解后剩余棉纤维的干重，g；
d1――经次氯酸钠试剂处理，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维重量变化的修正系数（FZ/t01103―2009标准中的K值1.29）；
d2――经次氯酸钠试剂处理，莱赛尔纤维重量变化的修正系数（1.00）；
d3――经次氯酸钠试剂处理，棉纤维重量变化的修正系数（1.01）；
d4――经次氯酸钠、硫氰酸钠试剂处理，莱赛尔纤维重量变化的修正系数（1.02）；
d5――经次氯酸钠、硫氰酸钠试剂处理，棉纤维重量变化的修正系数（1.01）；
d6――经次氯酸钠、硫氰酸钠、甲酸/氯化锌试剂处理，棉纤维重量变化的修正系数（1.04）。
4.2测试结果
将5个试样经拆分、溶解等方法测得结果见表1。
表1经拆分、溶解后试样重量
按照4.1计算公式得出各纤维的净干含量见表2。
表2各纤维净干百分率
5结论
（1）由于织物成分种类多，含量分析复杂，织物拆分时，需防止散落，混淆。化学试剂溶解时，每一个环节都需严谨、细心、严格控制试验条件，严格按照标准要求完成。
聚丙烯腈纤维篇3
关键词：腈纶生产湿法纺丝生产设备
一、腈纶简介
腈纶，是聚丙烯腈纤维（polyacry-lonitrileoracrylic）在我国的商品名，可以纯纺，也可与羊毛或其他纤维混纺。除此之外，腈纶及改性腈纶还以其独特的优势作为高科技产品在工程领域得到应用。
腈纶的制造原理和方法基本上可概括为四个过程：高分子物的合成、纺丝熔体或纺丝溶液的制备、纤维的纺制、纤维的后加工。下面我们主要介绍腈纶的溶液纺丝中的湿法。
二、腈纶的生产工艺
（一）主要原料
生产腈纶的主要原料有：第一单体丙烯腈（an）、第二单体丙烯酸甲酯（ma）、第三单体衣康酸（mSa）、溶剂硫氰酸钠、引发剂偶氮二异丁腈（aiBn）、浅色剂二氧化硫脲（tUD）、分子量调节剂异丙醇（ipa）。
（二）聚合工艺流程概述
整个聚合工艺过程主要分三部分：反应混合液的配制、聚合和脱单体、原液处理。
为了获得组成和性能稳定的纺丝溶液，在聚合之前必须对化工原料进行正确计量和均匀混合。生产上利用溶剂硫氰酸钠匀温三种反应单体后，经计量，这三种单体及溶剂就可连续进入混合液调配槽。分子量调节剂异丙醇须在混合液调配槽的出口处连续加入，和混合液一起进入试剂混合槽。
混含液由泵经进料温度控制器将料液温度调节好后，从聚合釜底部进料进行聚合；聚合反应完成后，聚合液从聚合釜上部出料，经过脱单体塔脱除未反应的单体；脱除单体后的聚合液进入原液混合贮槽进行混合均匀。最后在脱泡塔内进行脱泡、通过原液冷却器调温、压滤机过滤，滤出原液中混入的机械杂质和胶块；过滤后的清净而无气泡的原液就可送去纺丝。
（三）纺丝工艺流程
经处理合格的聚丙烯腈纺丝原液，由计量泵定量地供给烛形过滤器再次过滤，经喷丝头压入凝固浴槽中凝固成形；凝固浴为9～14%硫氰酸钠水溶液，浴温10℃左右；在凝固浴槽中，纤维的运行方向与硫氰酸钠溶液流动的方向一致（顺流）。
成形后的聚丙烯腈纤维，经卷取辊引入预热浴槽，进行预热拉伸。预热浴为3～4%的硫氰酸钠水溶液，浴温60～65℃（纤维在预热浴中被拉伸1.5倍）。
经预热浴处理后的聚丙烯腈丝束引入水洗槽进行水洗，洗掉纤维上的硫氰酸钠。水洗槽中的热水温度为50～65℃。水洗后丝束在拉伸浴槽中进行拉伸，拉伸浴的水温为95～98℃（两次拉伸总的倍数要求为8～10倍）。
拉伸后的聚丙烯腈纤维需经第一次上油处理，然后进入干燥机中进行干燥致密化。干燥后的纤维经卷曲机卷曲，再进入汽蒸锅进行蒸汽热定型，丝束接着进行第二次上油，经干燥机进行第二次干燥，最后经切断、打包后出厂。
（四）纤维的后处理
经过成形、拉伸的聚丙烯腈纤维还要进一步经过水洗、上油、干燥、抗静电处理、卷曲、定型、切断等后处理工序进行处理，使纤维的性能更趋于完善。
为了减少摩擦力和静电效应，纤维在水洗和干燥后分别要经上油处理，分别施加柔软剂和抗静电剂，使纤维具有柔软和平滑的手感，改善弹性，提高抗静电效果，并在一定程度上增加纤维之间的抱合力，使纤维在后加工过程中能顺利进行。
在成形过程中得到的初生纤维经过拉伸后，必须经干燥致密化和热定型，消除其内应力和缺陷，从而固定卷曲度，并提高尺寸稳定性；同时提高纤维纺织加工的可纺性及物理-机械性能；还可消除在纺丝凝固过程中发生的为数众多、大小不等的空洞及裂隙结构，即所谓消除失透现象，一步提高聚丙烯腈纤维的染色均匀性。
（五）溶剂的回收和处理
此过程包括溶剂的回收、净化和蒸发，从而使溶剂在经过蒸发浓缩后，最终将硫酸根、铁离子、有机杂质等等去除。
湿法纺丝的工艺过程中，溶剂硫氰酸钠是循环使用的。聚合液中的溶剂绝大部分在纤维成形过程中扩散进入凝固浴中，需经一系列回收和净化处理后，将洁净的硫氰酸钠再送至聚合工段供配料使用。
（六）含氰（腈）废水的处理
腈纶生产装置会产生一定量的含氰（腈）废水，这种废水属剧毒类；它可以抑制细胞呼吸，造成人体机体组织缺氧，形成内窒息而死亡，因此废水不能随意排放，需经过治理后才允许排放。
三、腈纶的生产设备
腈纶生产的主要生产设备有：第三单体贮槽、丙烯腈高位槽、丙烯酸甲酯高位槽、反应器淤浆容器、恒温槽、反应器、第一单体脱除器、原液预热器、第二单体脱除器、原液混合器、原液混合槽、连续脱泡桶、连续脱泡桶、液封槽、消光剂浆料槽、原液多层混合器、水洗机、柔软机、圆网烘燥机、丝束定型机、丝束输送机、后干燥机、短纤维打包机、摆丝机、纺丝机蒸汽加料槽、蒸发器加料预热器、二效蒸发器、粗溶剂贮槽、硫酸钡过滤器、溶剂层滤器、除铁加料槽、净化溶剂输送桶、溶剂贮存桶、恒温槽萃取塔等等。
四、腈纶生产的数据测算
以年产8000t腈纶的生产为例，假设每年生产8000h，其它时间安排检修，则每小时生产腈纶1t，日产为24t；则原液产量为7692Kg/h，进料量为7454L/h，反应时间为2h（二台釜）。
腈纶生产的主要化工料及单耗如下。
名称单耗（Kg/t成品）名称单耗（Kg/t成品）
丙烯腈纯度（≥99.5%）979硫氰酸钠（68～70%）65
丙烯酸甲酯纯度（≥99%）64.5二氧化硫脲纯度（≥95%）13
衣康酸85.3偶氮二异丁腈5
异丙醇18
参考文献
聚丙烯腈纤维篇4
关键词：膜，食品，工程，医学
1.在食品工业中的应用
蛋白质是生物体最重要的基本组成成分之一，氨基酸是构成蛋白质的基础。γ-氨基丁酸即氨酪酸，是天然存在的、由非蛋白组成的氨基酸。它广泛存在自然界，由于其含量都很低，早期化学合成方式率较低、成本较高，而且在生产中使用了危险溶剂而无法应用于食品工业。利用生物合成法生产氨络酸，使其具有成本较低，使用较为安全等的优点等，在食品工业中的应用日益广泛。氨络酸发酵液的分离纯化是实现氨络酸工业化生产的关键环节。膜分离具有以下特性：操作条件温和、低耗能、无相变、分离选择性好等优点。因此利用生物合成法获得高产量氨络酸产品具有十分广阔的前景。江南大学食品科学与安全教育部重点实验室通过对乳酸菌的筛选和优化，使发酵液中氨络酸的含量最多可达540mg/100ml，为较高的水平。论文大全。尽管如此，发酵液中氨络酸的浓度仍很低，通过分离纯化提高氨络酸的纯度仍十分必要。经过研究表明，采用超滤、稀释过滤和纳滤相结合的方法，能将发酵液中氨络酸的纯度提高至最初的3.75倍，总的回收率接近75%。若用壳聚糖絮凝加活性炭吸附预处理，再经离子交换树脂分离，可使发酵液中氨络酸纯度提高到最初的4倍以上，总的回收率可达64.2%。
2.工程中的应用
丙烯腈为生aBS/San、产腈纶、已二腈的主要原料，腈纶占我国丙烯腈消费产品总量的50%以上，其次是aBS/San约占25%左右。丙烯氨氧化生产丙烯腈的工艺是1959年发明的。在丙烯氨氧化法生产丙烯腈的工艺中，产生的环境污染主要有以下几种：一是废气污染，二是废渣污染，三是废水污染。由于丙烯氨氧化反应是在流化床中进行的，因此在反应过程中不可避免造成催化剂的流失，而这些催化剂都是由一些重金属组成的；另外，在生产丙烯腈过程中会产生含氰的大量废水，还有反应器急冷过程中产生的大量含氰废水，其中应器急冷过程中产生的含氰废水比本文研究处理的这股废水含氰量更高，CoD含量高达40000mg/L以上，最高含量可达80000mg/L，处理起来也相当困难，现在也只能焚烧处理。
制药行业是最早使用膜分离技术处理含氰废水的，在制药行业一般产生的废水相对来说都比较“干净”，机械杂质较少，氰根含量也比化工行业低，处理起来相对比较容易。因此从20世纪70年代，国外就有利用膜分离技术处理制药行业含氰废水，处理后废水中氰根含量都小于1ppm，完全符合排放的标准。此方面最早实现工业化生产的是德国一家制药公司，在20世纪80年代创立了膜分离装置。在过程中发现，原水中氰根含量大约为120～180ppm，经过反渗透处理，排水中的氰根含量只有大概0.2ppm（欧共体标准外排废水中Cn-的浓度必须小于0.2ppm）。基本工艺流程是采用两级超滤，然后经过4级反渗透，装置运行最长周期超滤为18个月，反渗透为36个月。
3.医学中的应用
高分子分离膜在医疗卫生上的应用非常广泛，从医药用纯水的制备和蛋白质、酶、疫苗的分离、精制及浓缩，到人工肝、人工肺、人工肾等人工脏器，都是以高分子膜作为分离过程的核心组件。
高分子分离膜在人工脏器上的应用以人工肾的研究和开发最为广泛，是人工脏器临床应用最成功的例子之一。由于它的主要功能就是排除血液中对人体有害的物质，因而必须特别强调膜具有良好的血液相容性、透过性及适合临床应用的机械强度。
纤维素类膜对水有良好的透过性，能有效去除血液中对人体有害的小分子物质如肌酐、尿素等，并具有一定的机械强度。又由于纤维素是天然的高分子材料，对人体基本上是安全的。论文大全。因而纤维素是研究开发最早、应用最广泛的重要血液透析膜。实际上纤维素类膜的商业化在很大程度上促成了血液透析成为常规的临床治疗方法。
聚丙烯腈是少数已临床使用的合成高分子膜之一，同再生纤维素膜相比，聚丙烯腈膜对中等分子量物质的去除能力强，超滤速率是前者的数倍，同时又具有优良的耐菌、耐有机溶剂等特性。论文大全。应用实例一：日本的asahi医学公司，首先将聚丙烯腈膜中空纤维化，并用于血液透析和血液透析过滤。该膜为不对称膜，内径为200μm、壁厚50μm；应用实例二：中国纺织大学用聚丙烯腈纺制出中空纤维，组装成血液透析器，通过了临床应用。
随着膜科学的发展和医学的日益进步，人们对血液净化用膜材料的要求越来越高。预计到下个世纪初，可能研制出埋入式的高功能人工肾。这势必将对现有的血液净化用膜的性能提出新的挑战。提高和扩大高分子膜在血液净化领域里的作用有两种途径：开发新的膜体系和对现有膜体系进行改性，力求接近或达到生物膜的性能。
聚丙烯腈纤维篇5
【关键词】atBS；产品介绍；工艺技术方案
引言
atBS用途广泛，而国外生产厂家较少，这给我国生产与发展带来了良好的机遇。目前国内atBS应用研究还相当薄弱，主要在油田和水处理领域使用。我国最大的市场是油田三次采油，作为钻井液、完井液和压裂液等。中原油田等已将atBS聚合物作为油田三次采油的化学品，预计仅此一项国内至少年消耗1.5万吨。
atBS已成为国内外引人瞩目的热点有机化工原料，部分科研机构的合成技术也较成熟，尤其是我国许多油田处于三次采油期，另外国内水处理领域用量巨大，这也对atBS质量和数量提出了更高要求，因此目前加快建设和发展atBS有着无限商机，发展atBS有着很大的潜力，可为企业带来可观的效益。
2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（atBS）几乎全部用于聚合物单体，主要应用领域如下：
石油工业___atBS为一种有效改性单体已经渗入到油田化学各个领域的聚合物改性上，很大程度解决了采油聚合物中抗盐性、抗温性、抗剪切性最为辣手的三大问题。
纤维工业___atBS可以显著改善腈纶丙烯酸类合成纤维的染色性能，而且可提高合成纤维的吸湿性、耐热性、防污性，还能改进纤维的手感与强度。
造纸工业___含有atBS的水溶性聚合物可为纸张增强剂，在纸的生产过程中可用于改进填料和纸浆碎屑的保留率，并提高浆料的脱水速率。
水处理工业___atBS主要用途之一是用于水处理剂，目前世界上1/3的产量用于水处理工业，atBS的均聚物与丙烯酰胺、丙烯酸等共聚物为污水净化过程中的淤泥脱水剂；在循环水系统中用于铁、锌、铝、铜以及合金的防腐剂；还可用于加热器、冷却塔、净化器的除垢剂等。使用表明以atBS为水处理剂用量少，效果优于现有聚丙烯酰胺类水处理剂。
涂料工业___atBS是性能优良的涂料改性剂、胶粘剂和涂饰剂的性能提高剂。atBS共聚物用作丙烯酸系阴离子型电泳漆或固化涂料的基性树脂，能明显提高涂膜的光泽、强度和耐候性。atBS和多羟基化合物加热熔融的混合物是一种热熔性胶粘剂。
医药与日化工业___由atBS和丙烯腈共聚得到的中空纤维，因其具有磺酸基能防止血液凝固，也可用于改善治疗血栓类疾病；atBS是亚乙基丙烯酸二甲酯交联制备的聚合物，作为隐行眼睛的优质原料。atBS的均聚物在化妆品方面作为膏霜、口红等增稠剂、剂等。
其它领域___atBS单体的特殊结构，使其在陶瓷、水泥、选矿、磁性材料、感光材料等领域也有一定用途。
1产品介绍
2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（atBS）是一种白色结晶状粉末，熔点185℃，溶于水，其水溶液呈酸性，溶于二甲基甲酰胺，部分溶于甲醇、乙醇，难溶于丙酮，微有酸味。其结构式为：CH2=CH-Co-nH-C（CH3）2-CH2So3H，分子量207。
质量指标：
化学和物理性能：外观为白色结晶壮粉末
堆积密度：0.48-0.54
不挥发物：≥99.0
水分：≤1.0
铁含量：≤10.0
酸值：272-282
熔点：185℃
2工艺技术方案
2.1工艺技术方案的选择
目前国外主要有两家公司生产2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（atBS），一是美国剂公司（Lubrizol），于20世纪70年代采用二步法实现工业化生产，此法是先将异丁烯加到醋酸一氯甲烷体系，再将混合物加入三氧化硫醋酸溶液，形成乙酰硫酸，之后再与异丁烯反应，生成甲代丙烯基磺酸，最后与丙烯腈反应生成atBS。收率仅约60%～70%。目前拥有生产能力8万吨/年。
另一家是日本东亚合成公司的川崎有机公司，采用一步法生产，此方法生产过程是，低温下将异丁烯溶解于丙烯腈中，滴加发烟硫酸，然后将反应混合物升温至室温继续反应2小时，随后将反应液分离，得白色结晶产品，收率为85%。生产能力为28万吨/年。
目前国内外普遍采用是的常温合成法，即在室温或在冷却下，将发烟硫酸加入到兼作原料和溶剂的过量丙烯腈中，然后向反应物中通入异丁烯，升温至40℃～5o℃，反应一定时间，冷却至室温，得白色结晶，收率80%以上。
从以上几种合成路线比较可见，二步法合成工艺路线复杂，步聚多，收率低，因而不是较好的方法；一步法合成工艺虽然收率较高，但对冷量要求高，需有较高的冷冻设备，设备投资高，不易采用；而常温分步反应法，由于所用工艺流程简单，收率高，容易上马，是较好的合成工艺路线。
2.2生产方法简述
2.2.1配酸
硫酸与So3经调配釜配制成合格硫酸，尾气经过三级洗涤后通过酸沫除雾器处理后排放。稀酸再用于硫酸调配。
2.2.2合成反应
原料丙烯腈与硫酸在混合反应器内进行混合反应，然后在反应器内通入异丁烯进行反应。反应结束送至中间储罐进行冷却，冷却后的浆液经离心机离心，干燥，称量，包装入库得atBS。
2.2.3丙烯腈回收
离心机离心母液用泵送至丙烯腈回收塔中，通热水进行减压蒸馏回收丙烯腈，蒸馏产生的尾气含微量丙烯腈，经碱液吸收后高空排放，吸收液含少量丙烯酸钠，再用于生产聚合产品。蒸馏残渣作为副产品外卖。
3总结
由于2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（atBS）在石油工业、纤维工业、水处理工业、涂料工业、医药与日化工业等行业里得到广泛运用。因此，该产品在市场上占有了很大的市场率。因此，想要提高产品的产品和质量，不仅要在工艺上下文章，也要从人才管理上、设备硬件中着手。
3.1人才管理
生产操作人员要具有一定的文化素质，经过专门培训，熟知各项安全操作规程和各种物料特性，掌握防火、防爆、防毒、防腐蚀等各项安全设施的操作使用。工人必须定期体检，防止传染病人上岗操作。
3.2设备选型
根据工艺技术方案及对各生产主要工序的产量进行分析，在能够满足产品性能要求的基础上，优先选用国产名牌设备。
（1）设备技术先进，自动化程度高，对关键部分采用DCS控制技术。
（2）设备生产效益与生产规模相适应，并留有一定的生产能力。
（3）设备的性能与产品工艺要求相适应，并能保证产品质量。
（4）能源和原材料消耗低，节能高效，环境污染小。
参考文献：
聚丙烯腈纤维篇6
关键词：纤维混凝土；疲劳；应力水平
中图法分类号：tU375文献标识码：a
0.引言
混凝土材料因抗压强度高、耐久性好、成本低等特点在建筑工程中得到了广泛应用，但作为一种脆性材料，混凝土的抗拉强度远低于抗压强度，这在很大程度上限制了其应用范围[1]。近年来采用纤维掺入混凝土来解决这一问题取得了较好的效果。纤维混凝土是在混凝土中掺入一定量的钢纤维或合成纤维而形成的一种高性能复合材料，它克服了混凝土脆性破坏的特点，具有较好的抗拉，抗裂，抗剪和抗冲击的性能，并且具有良好的延性及优异的耗能能力，纤维的加入明显改善了普通混凝土的力学性能和变形能力。目前，人们虽然已经对纤维增强混凝土材料进行了大量的研究，但大多数仅仅局限于静强度及耐久性等方面[2-4]，对材料疲劳性能方面的研究还不够完善。随着纤维增强混凝土材料的广泛推广和应用，已经应用于各种承受重复荷载作用的工程结构中，对抗疲劳也提出了较高的要求。因此纤维增强混凝土的疲劳性能、纤维对疲劳强度的作用机理以及影响程度如何，都是纤维增强混凝土应用于承受疲劳荷载的结构所面临的迫切需要解决的问题。
1.纤维混凝土疲劳性能研究
Ramakrishnan、Gollapudidi与Zellers[5]将聚丙稀纤维掺入混凝土中进行抗疲劳试验。试验采用的梁形试件尺寸为100mm×100mm×350mm，用三分点加载法，支点距离为300mm。循环加载速率为20次/s，最小应力保持在试件抗折强度的10%左右，最大应力变动于抗折强度的40%～94%之间。通过200万次的往复循环加载，测试混凝土的最大应力值，与抗折强度对比发现，素混凝土的比值为0.5，掺入0.3%聚丙稀纤维的混凝土则提高到0.65，说明聚丙烯纤维可使混凝土的抗疲劳强度得到提高。
Ramarkrishnan通过对钢纤维混凝土的疲劳性能的大量试验，试验采用纤维长度与直径比值在75～100，纤维体积率为0.5%～0.75%的钢纤维弯曲试件进行中点加载，尺寸为100mm×150mm×350mm，加载频率为20Hz。得到结论：端钩纤维能够承担很高的疲劳荷载，即使基体开裂后，端钩纤维仍然能够继续承担循环荷载。
国内许多学者也做了大量纤维混凝土疲劳方面的研究，取得了较好进展。
东南大学的高建明和孙[6]进行了全截面SFRC和SFRC与素混凝土分层复合结构的弯曲疲劳试验，得出两者疲劳性能相同的结论，并给出了考虑纤维率变化的疲劳方程。文献[7]中，孙伟等在素混凝土中加入硅灰和钢纤维，对比发现：同一应力水平下，混凝土疲劳寿命提高一个数量级，疲劳强度也有很大提高。
邓宗才[8]研究了素混凝土和钢纤维混凝土在轴压疲劳荷载下的破坏机理，通过试验研究了钢纤维品种、纤维掺量、加载应力水平对疲劳寿命及能量吸收的影响规律；探讨了疲劳累积损伤的特性。研究表明在较低的应力水平下，钢纤维混凝土的疲劳寿命、能量吸收值均比高应力水平时明显增大。
王璋水和邓宗才[9]对素混凝土（pC），底部撒布一层钢纤维混凝土（LSFC），聚丙烯腈纤维混凝土（panFC），全掺钢纤维混凝土（SFC），底部撒布一层钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土（LSFC+panFC）进行了弯曲疲劳试验。试验表明：全掺钢纤维混凝土的弯曲疲劳强度比素混凝土提高约51.6%，底部撒布一层钢纤维混凝土的弯曲疲劳强度比素混凝土提高约12.4%，底部撒布一层钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土的弯曲疲劳强度比素混凝土提高约16.1%，比底部撒布一层钢纤维混凝土提高约3.3%。应力水平愈高，底部撒布一层钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土弯曲疲劳寿命愈长。
李建辉等人[10]研究了改性聚丙烯粗合成纤维混凝土界面和弯曲疲劳性能，探讨了疲劳寿命与应力水平、纤维掺量的关系。试验结果表明：改性聚丙烯纤维在砂浆中的界面黏结强度为3.06mpa；纤维掺量为6～13kg/m3时，相比基准混凝土，纤维混凝土的抗拉强度提高11.6%～20.5%；极限拉应变提高40%～83%；疲劳寿命提高约l～4倍。表明改性聚丙烯纤维混凝土具有良好的抗裂和抗疲劳性能。
邹尤等[11]通过16根钢-聚丙烯混杂纤维混凝土小梁和15根素混凝土小梁试件的弯曲疲劳试验，定量的分析了混杂纤维混凝土的疲劳性能。在循环荷载的作用下，素混凝土和混杂纤维混凝土应变随循环次数的变化呈三段式发展，即应变快速产生阶段，应变稳定发展阶段和应变加速发展阶段。但素混凝土的三段式特点更加明显，在第二阶段素混凝土的斜率明显大于混杂纤维混凝土，说明素混凝土的裂缝发展快于混杂纤维混凝土。
陈猛、郭莎等人[12]也对素混凝土和钢-聚丙烯混杂纤维混凝土两种材料进行了弯曲疲劳试验，结果表明：混杂纤维混凝土在循环荷载作用下的疲劳破坏表现为良好的塑性性质；在各个应力水平下，混杂纤维混凝土的疲劳寿命均高于素混凝土的疲劳寿命，并且在0.75应力水平下混杂纤维混凝土的疲劳寿命是素混凝土的7.7倍；在0.8应力水平下混杂纤维混凝土的疲劳寿命是素混凝土的10.8倍；在0.85应力水平下混杂纤维混凝土的疲劳寿命是素混凝土的3.7倍。
张慧莉，田堪良[13]为了研究聚丙烯纤维和磨细粒化高炉矿渣（GGBFS）在不同应力水平和频率下对混凝土抗弯疲劳性能的影响，将4个配比的聚丙烯纤维和5个配比的矿渣分别掺入混凝土中，当应力水平为0.49、0.59、0.69，频率为20Hz时以及应力水平为0.59，频率为30、40、50、60Hz时测试抗弯疲劳极限强度和疲劳寿命。研究表明：累积抗弯疲劳强度能够更准确地评价混凝土抗弯疲劳性能；聚丙烯纤维可以提高混凝土累积抗弯疲劳强度和抗疲劳寿命；矿渣及其水化物使得混凝土结构密实，改善了界面过渡区（itZ）的结构，可以提高混凝土抗弯疲劳性能；抗弯疲劳性能随着应力水平提高而下降，S-n数学模型可以用于预测20Hz频率动疲劳荷载下的矿渣聚丙烯纤维混凝土工程寿命；在一定的应力水平下，测试频率越高，抗弯疲劳性能越差。
湖南大学方志、向宇等人[14]通过对3种不同钢纤维含量的活性粉末混凝土（RpC）进行单向受压等幅疲劳试验，研究了钢纤维含量对其抗疲劳性能的影响。结果表明：在疲劳荷载作用下，素RpC的破坏形态表现为劈裂破坏，钢纤维含量分别为1.5%和3%的RpC都表现为剪切破坏。随钢纤维含量的提高，RpC的疲劳寿命和疲劳强度相应提高。其宏观损伤、ε-n/nf曲线和疲劳变形模量的衰减均表现出3阶段规律，随钢纤维含量的提高，ε-n/nf曲线第1阶段和第3阶段延长。对应相同的荷载循环比，疲劳变形模量随钢纤维含量的增大而显著提高。
郑州大学姬宏奎[15]通过对5根钢筋钢纤维高强混凝土梁试件施加疲劳循环荷载，研究分析了应力比对梁试件疲劳破坏特征、疲劳强度和疲劳寿命、刚度变化特征、跨中变形规律及裂缝开展情况的影响。试验结果表明：随着应力比的减小，梁试件的疲劳强度和疲劳寿命显著下降；梁试件的刚度随循环荷载作用次数的增加均经历了略有提高、急剧下降、趋于稳定三个阶段；随着应力比的减小，裂缝开展速率明显加快，应力比对裂缝开展影响显著；掺入钢纤维能够有效阻止裂缝的发展，改善钢筋高强混凝土的疲劳受力性能。由于影响试件疲劳性能的因素很多，姬宏奎的试验只研究了应力比对高强钢筋钢纤维混凝土梁的影响。建议后继学者应对尽量多的因素进行独立研究，如纤维掺量、混凝土强度等级、部分增强混凝土梁及深梁进行进一步的研究。同时，也需要对其长期荷载作用下的耐久性及在恶劣环境下的疲劳性能进行研究。
以上研究均表明，纤维的加入可显著增强混凝土的疲劳性能。
2.纤维混凝土疲劳曲线研究
描述疲劳应力水平与疲劳寿命之间关系的曲线就是所谓的材料的应力-寿命曲线，又称为S-n曲线，由于S-n曲线最早由德国人wohler研究金属材料的疲劳提出和使用，因此又称为wohler曲线。采用S-n曲线描述材料的疲劳性能具有直观形象、明确且力学概念清晰的特点，因此人们研究其他材料的疲劳性能时也借鉴了这种方式。通常所说的S-n曲线是指将不同应力（或应力水平）下疲劳寿命的平均值用曲线进行拟合得到的中值S-n曲线。在混凝土疲劳性能研究中一般假定S-n曲线在单对数或双对数坐标体系中呈线性。
杨志刚等人[16]对37根层布式钢纤维混凝土试件在0.90、0.85、0.80、0.75四种应力水平下进行了疲劳试验，记录了每个试件的疲劳寿命，用数理统计分析的方法并结合可靠性原理对所得试验原始数据进行整理，得到了正态分布拟合曲线和威布尔分布拟合曲线，其相关系数均在0.9以上。当疲劳寿命为105、106、107时，所对应的层布式钢纤维混凝土疲劳强度比整体式钢纤维混凝土分别降低2.9%、3.27%、3.75%。由此可见，虽然层布式钢纤维混凝土与整体式钢纤维混凝土相比大大减少了钢纤维用量（节省钢纤维用量90%以上），但其疲劳强度并未受到很大损失，公路等效的车辆反复作用次数一般在105～107之间，因此层布式钢纤维混凝土疲劳强度的损失不会超过4%。
邓宗才、王璋水等人[17]用四点加载方法研究了腈纶纤维混凝土梁和底层撒布较长钢纤维的腈纶纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能。当应力水平为0.90时，腈纶纤维混凝土梁和底层撒布较长钢纤维的腈纶纤维混凝土梁弯曲寿命分别是素混凝土的22倍和29.01倍。根据疲劳试验结果，同时采用单对数和双对数两种函数形式，按照线性回归的方法得到弯曲疲劳方程，单对数方程的相关系数R2均在0.940以上，双对数方程的相关系数R2均在0.950以上，可见所建立的弯曲疲劳方程与试验值相关性良好。
王佶，卢哲安等人[18]对层布式钢纤维混凝土（LSFRC）和层布式混杂纤维混凝土（LHFRC）的小梁进行弯曲疲劳试验，比较了两者各级应力水平下的平均疲劳寿命，在LSFRC和LHFRC配合比和钢纤维含量及长径比完全相同的情况下，各级疲劳应力水平的LHFRC的平均疲劳寿命比LSFRC的平均疲劳寿命高。并通过对试验结果进行统计分析，运用两参数威布尔分布拟合不同应力水平下两者的疲劳寿命，得出其特点和规律。LSFRC、LHFRC各应力水平下的in[in（1/p）]与inn之间呈现良好的线性关系，疲劳寿命服从两参数威布尔分布，建立了考虑存活率的LSFRC和LHFRC双对数的疲劳方程，可供实际工程应用。
大连交通大学的张伟[19]研究了不同掺量下改性聚丙烯纤维对混凝土弯曲疲劳性能的影响，建立各掺量下改性聚丙烯纤维增强混凝土材料的弯曲疲劳方程。结果表明除纤维成束现象较为严重的第4组（掺量为2%）外，第2、3（掺量分别为1%和1.5%）两组改性聚丙烯纤维增强混凝土弯曲疲劳方程的回归参数a，即S-n曲线的截距均高于第1组普通混凝土，这说明在一定掺量范围内，改性聚丙烯纤维可以提高混凝土的弯曲疲劳性能。而回归参数B，即S-n曲线的斜率更有了较为明显的提高，其中纤维掺量为0.10%的第2组提高最大，较普通混凝土提高了9.7%，这说明改性聚丙烯纤维增强混凝土的S-n曲线变陡，也就是说弯曲疲劳寿命随应力变化的敏感程度也有所增加。
武汉理工大学常佳伟[20]研究了素混凝土、聚丙烯纤维混凝、钢纤维混凝土和混杂纤维混凝土四种材料的弯曲性能。结果表明钢-聚丙烯混杂纤维混凝土能够有效提高混凝土的弯拉强度，并具有良好的增韧效果。获得了材料在不同应力水平下的疲劳寿命和应变-疲劳寿命（S-n）曲线，分别运用威布尔分布理论和对数正态分布理论对疲劳寿命进行拟合分析，通过对比表明威布尔分布理论更适用于混杂纤维混凝土的弯曲疲劳寿命分析。
以上研究均表明，运用威布尔分布理论对纤维混凝土疲劳寿命进行拟合是可行的。
3.小结
文献已经对纤维增强混凝土材料进行了大量的研究，虽然混凝土的组成、纤维类型及试验手段等不同，但也得出了一些比较一致的结论，得到了广泛的认可。
钢纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、混杂纤维均可以不同程度的提高混凝土的疲劳强度和疲劳寿命，一般情况下混杂纤维混凝土的疲劳性能更优。
疲劳性能随着应力水平提高而下降，即在较低的应力水平下，纤维混凝土的疲劳寿命、能量吸收值均比高应力水平时明显增大。
纤维混凝土在循环荷载作用下的疲劳破坏表现为良好的塑性性质。
对纤维混凝土的研究大多采用S-n（S-疲劳应力，n-疲劳寿命）曲线，分别运用威布尔分布理论和对数正态分布理论对疲劳寿命进行拟合分析，回归出疲劳方程。许多学者在进行拟合分析时得到的相关系数均在0.90以上，说明所建立的弯曲疲劳方程与试验值相关性良好。
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聚丙烯腈纤维篇7
关键词：玄武岩；连续纤维；水泥混凝土；性能.
abstract：ContinuousBasaltfiberreinforcedconcretecanbeusedinarchitecturefieldofhousing,bridges,highways,high-speedrail,urbanelevatedroad,airstrip,portterminals,subwaytunnelsetcandhavefunctionsofreinforcement,impermeablecrackandprolongservicelife.Comparedtheperformanceofbasaltfiberwithotherfibers,withexperimentalresearchcomparedtheperformanceofconcreteparametersintodifferentfibers,andachievedgoodresults.andhavesignificantlyimprovedtheconcreteimpactresistance,frostresistance,impermeability,anti-shrinkageperformance,withgoodprospectofapplication.
Keywords:basalt;continuousfiber;cementconcrete;performance.
中图分类号：tU528文献标识码：a文章编号：
1引言
纤维混凝土是国际上近年来发展很快的新型水泥混凝土复合材料，以其优良的抗拉抗弯强度、阻裂限缩能力、耐冲击及优良的抗渗、抗冻性能而成功地应用于军事、水利、建筑、机场、公路等领域，目前他已成为研究较多、应用较广的水泥基复合材料之一。
连续玄武岩纤维（ContinuousBasaltFibre简称CBF或BF）是一种无机纤维材料。它用纯天然火山喷出岩为原料，经1450—1500℃的高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色。玄武岩纤维具有耐高温、耐烧蚀、耐酸碱性能好、耐化学性能好和热稳定性优越等优点。作为基础工业的增强复合材料有很好的发展前景，特别是玄武岩纤维在建筑工程中，与碳纤维有同样的优势。
因此有必要针对玄武岩纤维掺入后对混凝土性能的影响进行系统的研究，；并对比聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维掺入混凝土后性能的改善测试的情况进行对比分析，得出玄武岩纤维对混凝土影响的优劣。
2连续玄武岩纤维简单介绍
连续玄武岩纤维除了具有高科技纤维高比强度、高比模量的特点外，CBF还具有耐温性佳（—269～700℃）、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能，且价格比好，是一种纯天然非金属材料，也是一种可以满足国民经济基础产业发展需求的新的基础材料和高技术纤维。由于它具有原材料的天然性、性能的综合性、成本的廉价性和工艺的简洁性、技术的高难性、以及应用的广泛性等特征。因此，CBF及其复合材料可以较好的满足建筑、国防建设、交通运输、石油化工、环保、电子、航空航天等领域结构材料的需求，对国防建设、重大工程和产业结构升级具有重要的推动作用。
玄武岩纤维具有一系列优越的性能。
（1）原材料的天然性。由于生产CBF的原料取决于天然的火山喷出岩，除了它与生俱来就具有很高的化学稳定性和热稳定外，其中并没有与人类健康有害的成分。
（2）性能的综合性。玄武岩纤维是名副其实的“多能”纤维。譬如既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤维还要好；CBF表面极性，与树脂复合时界面结合的浸润性极好，而且CBF具有三维的分子维数与分子维数—维的线性聚合物纤维相比具有较高的抗压缩强度、剪切强度和在耐恶劣环境中使用的适应性、抗老化性等优异的综合性能。
（3）成本的低廉性。水泥混凝土用的玄武岩纤维价格并不高，是聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维非常有竞争力的替代品。
（4）天然的相容性。玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，用它与水泥混凝土和砂浆混合时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土的体积稳定、和易性好、耐久性好，具有优越的耐高温性、防渗抗裂性和抗冲击性。
表1：连续玄武岩与其它纤维的指标对比
3试验部分
3.1原材料：
水泥：浙江水泥有限公司生产；
粗集料：花岗石碎石，粒径为5～25mm；
细集料：长江砂，细度模数为2.6；
水：普通自来水；
外加剂：高效减水剂；
粉煤灰：i级粉煤灰。
短切玄武岩纤维：2#配合比玄武岩纤维规格直径为17mm，长度12mm，掺量：1kg/m3；3#配合比玄武岩纤维规格直径为15μm，长度18mm，掺量：3kg/m3；聚丙烯纤维，纤维规格直径为31μm，长度19mm，三叶异型截面，纤维密度0.91(kg/m3)，掺量：0.9kg/m3；聚丙烯腈纤维，纤维规格直径为13μm，长度6mm，纤维密度1.18(kg/m3)，掺量：1kg/m3。
3.2试验配合比
4、试验结果分析
4.1不同纤维、不同纤维掺量与不掺纤维的混凝土坍落度试验结果见表4。
4.2不同纤维、不同纤维掺量与不掺纤维的混凝土抗压强度比、抗折强度比、劈裂抗拉强度比、抗冻性能、抗渗性能提高系数、收缩性能、抗冲击性能及水泥砂浆抗干缩开裂性能的影响的实验结果见表5。
5、结论与展望
从测试数据和试验情况来看：
（1）从实验的情况来看，玄武岩纤维完全可以代替聚丙烯纤维，在如今讲究绿色、环保、节约资源的今天，玄武岩纤维混凝土在建筑工程领域推广应用的意义重大；
（2）由于玄武岩纤维混凝土所具有的优良的抗裂、抗冻及抗渗性能，有利于混凝土耐久性的提高和延长混凝土工程的使用寿命。尽管使用纤维后会使单方混凝土的成本有所增加，但考虑到掺入纤维后的混凝土使用性能的改善，使用寿命延长，综合成本下降；
（3）高强高性能混凝土在工程中越来越广泛的使用，但普通高强混凝土脆性易裂的问题更严重，纤维的掺入可有效阻碍早期塑性开裂和自收缩开裂，有效改善了高强混凝土的性能，具有广阔的应用前景；
（4）采用玄武岩纤维配置混凝土，在混凝土搅拌、浇筑成型时，对混凝土无不良影响，且能改善混凝土的粘聚性和稳定性；
（5）在混凝土中掺入玄武岩纤维，提高了混凝土的抗冲击性能，降低其脆性，可以用于道路路面及桥面层工程中，能改善混凝土的力学性能；
（6）在混凝土中掺入玄武岩纤维，可以改善混凝土的抗渗性能、抗冻融循环能力和抗收缩能力。无机的玄武岩纤维与有机的聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维相比，抗老化的性能无疑更佳，因此，玄武岩纤维混凝土是一种有代表性的高性能混凝土，其耐久性能和长期性能的改善，可以拓宽用之于港口深水码头、跨海大桥以及严寒地区等领域。
参与文献
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聚丙烯腈纤维篇8
就2010年11月11日、12日，棉花和pta期货价格双双大幅下降，近日，中国化纤工业协会会长端小平表示“这几天棉花期货及化纤价格的下降是前期市场过度炒作之后的正常回归。”据了解，前段时间化纤价格上涨非常快，涤纶短纤连续几日每天每吨上涨1000元左右。自9月初以来，化纤各主要品种价格均出现快速上涨，其中上涨最快的是涤纶短纤，几近一倍，粘胶短纤每吨也涨了12000元，涨幅高达67％；其他品种价格也有不同程度的上涨。
“此次上涨，与2008年2月～7月的情形很相近，化纤产品、原料与化工辅料同时上涨，表面因素基本一致，主要是需求拉动，国内外纺织需求增长较快，特别是内销增长迅速。这次价格上涨领跑的品种主要是短纤特别是涤纶短纤，短纤上涨的主因是高棉价的拉动。”中国化纤协会名誉会长郑植艺指出，虽然与棉纺直接相关的化纤量仅占化纤总量的40％，但此次棉价变化却如此普遍地影响到化纤价格。
之前，从再生棉型涤纶短纤到再生中空、再生长丝，以及原生切片、长丝，甚至粘胶等产品都被绑在了以棉花为代表游资炒作的战车上。而如今，由于宏观经济面的千变万化，加上强有力的干预政策，原料大幅下降势在必然。然而由于再生化纤行情迟迟不能探底，下游观望不愿采购，使得厂家库存上升，后期产品价格调整不可避免。但随着国家干预力度逐渐减少、棉花及pta期货跌势减缓，再生化纤行情触底形势一旦确定，下游采购热情就有回升的可能。虽然12月中上旬再生化纤仍有小幅提升行情，但经历了这次“过山车”，预计短期内再生化纤行情可能将以疲软盘整为主。
2010年是化纤行业第十周期的上升期，这是年初化纤协会对今年行业运行的总体判断。从目前看，我们的预测是正确的，无论是从市场供求关系变化、企业经营情况，还是从行业运行数据和运行质量等都能够说明这一点，传统意义上的春秋两次市场的季节性反弹依然存在，而且表现得非常明显。对此，端小平表示“即使面对原料较快下跌也不能恐慌。要充分看到支持化纤行业运行与发展的基本面并没有发生根本性变化。
化纤原料疯狂的背后
虽然我国是世界化纤生产大国，然而，化纤原料高度依赖进口一直伴随着化纤工业成长，目前已成为制约行业发展的瓶颈。特别是2004年以来，化纤主要原料的整体进口依存度已达60％以上，主要以pta(聚对苯二甲酸)、meG(乙二醇)、CpL(己内酰胺)三者进口依存度最高。2009年，进口合纤原料1471万吨，其中pta、eG、CpL分别进口625.5万吨、582.8万吨、60.1万吨，进口依存度分别高达33.9％、77.3％、64.6％：同年进口人造纤维原料106.7万吨，其中木浆和棉短绒的进口量分别达85.1万吨、16.1万吨，进口依存度分别高达95％和15％。
正是由于国内原料市场缺口大，对外依存度高，再加上原料供应商过于集中，采购商过于分散，这就给投机和炒作提供了空间，导致原料市场价格频繁波动，且波动幅度较大。2010年，在国际原油价格持续高位运行的情况下，原料成本已占化纤成本的80％以上，最高时曾达到86％。
氨纶：涨幅开始走弱
进入纺织品传统产销旺季，加之圣诞节销售时节临近，使得纺织品制造产业在棉纱、涤纶等原料高压之下仍保持一定的需求，氨纶产业基地浙江受七八月份限电政策影响，企业库存保持低位状态，上下游的普遍低位库存状态，使氨纶业始终保持稳中存涨，一定程度上为此次价格的拉涨奠定了需求支撑。但由于下游织造业对高价货源抵触心理的增加，采购操作的放缓，尤其是个别高价品牌开始向中心行情靠拢，很快使氨纶整体交易气氛逐步走弱，看跌声音也开始出现。
锦纶：供需矛盾是主因
长期以来，我国锦纶工业上下游发展不平衡，锦纶原料特别是己内酰胺工业发展严重滞后于聚合和纺丝，已经成为我国锦纶工业发展的瓶颈。尽管近年来，我国己内酰胺企业进行扩能改造，产量有较大幅度提高，但仍然改变不了国内严重短缺的局面。除了供需矛盾之外，受国际原油价格高涨的带动，己内酰胺市场价格也继续上涨，这也或多或少给锦纶企业造成压力。而由于资金投入大，工艺技术复杂门槛高，并且一些企业受到机制、体制的制约，对相关技术进行封锁搞垄断，导致国内产能一直无法提高。
腈纶：价格还将继续上扬
丙烯腈是腈纶行业的主要原料，过去80％的丙烯腈被腈纶行业消耗，目前则是50％左右，虽然比重有所下降，但是腈纶行业依然是丙烯腈的需求大户，并且丙烯腈采购成本占到腈纶生产总成本的90％，因此，丙烯腈的供应量和价格走势直接影响到腈纶行业的运行。受目前国际经济形势的动荡局面，原油价格还存在着诸多不确定因素，而腈纶原料丙烯腈的价格受原油价格的影响很大，这些都有可能导致腈纶原料丙烯腈的价格有进一步上扬的可能。
粘胶：须“两条腿”走路
我国粘胶行业生产主要以棉浆粕为原料，只有少量的企业用溶解木浆生产。由于国内原料有限，我国需进口部分棉绒和溶解木浆加以补充。根据我国棉花产量等资源推算，我国年浆粕产量约100万吨，以目前产能计算，尚存在120万吨的浆粕缺口，供需矛盾还是十分明显。原料成本约占到粘胶纤维总成本的70％左右，受近来棉花价格疯涨以及国内外木浆市场供需矛盾的影响，棉浆和木浆价格也在高位运行，这无疑给粘胶纤维企业造成一定的压力。
聚酯：meG有望告别进口
pta(对苯二甲酸)和meG(乙二醇)是聚酯涤纶行业的主要原料，在下游聚醋涤纶行业产能不断扩张的背景下，pta和meG仍需要进口相当数量才能满足生。由于中国pta产能已经连续多年居世界之首，所以国际pta的定价权可能因为期货的成熟和国产化的进一步深入而发生革命性的改变。而meG受到天然气资源稀缺的限制以及油气成分的制约，以及国家对meG的生产有限制，meG产能产量一直上不去。而利用玉米研发的生物基乙二醇已受到了广泛的应用，乙二醇告别进口也指日可待。
解决原料依赖是关键
原料成本的大幅提高，减小了企业的生产经营区间，大大缩减了行业的利润空间，行业已经全面进入微利时代。因此，从战略高度来讲，化纤原料资源供需矛盾如果不能彻底解决，将严重制约中国化纤工业的运行与发展。
由于国内石油和土地资源相对贫乏，单纯依靠国内资源解决原料短缺问题是不现实的。这就迫使化纤工业必须加快转变经济增长方式，从数量型发展转向经济效益型发展，走“科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥”的新型工业--化道路，大力发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型行业。
“在‘十二五期间，寻找石化能源和资源的替代品，
发展环境友好工程是应对21世纪资源和环境挑战的必由之路。”郑植艺指出，单单依靠石油资源的化纤工业，发展是不可持续的，要向自然界学习，充分利用生物界的资源，大力开发生化原料并积极发展生物质纤维产业。对此，化纤行业的“十二五规划”着力从产品结构、资本结构、规模结构和区域结构等四个方面对化纤产业进行调整，其中产品结构调整包括大幅度提高化纤差别化率，2015年达60％；继续推动生物质纤维、高新技术纤维的产业化发展，高新技术纤维产能由7万吨提高到14万吨(含竹纤维，其中碳纤维6000吨，芳纶14000吨，聚苯硫醚7000吨)，其它新型聚酯及特种纤维如pl、pBo等有突破性进展，达到产业化水平。另外，还鼓励大规模、具备资本和区域发展优势的化纤企业向上游整合发展自用原料，延伸产业链，推动企业兼并重组，提高产业集中度，发展化纤上游主要原料，解决长期困扰产业可持续发展的原料供应不足问题。
另外，郑植艺还表示，实施“走出去”战略，进行资本投资，也将是我国化纤工业化解原料紧张的一个有效措施。他指出，目前我国化纤工业已经具备基础：一方面，我国化纤工业具备对外投资的能力和资本实力，国内化纤工业曾创造过投资总额突破500亿元的历史纪录。国内化纤工业有能力有效引导投资，集中资本力量，联合海外资本进行资源性投资。另一方面，我国化纤工业在与国际交往的20多年中积累了相当丰富的国际市场、产业运营、金融投资、环境评估、政府公关等方面的经验和资源，在对境外特别是发达国家政策环境的了解方面具备了一定的实践经验。俄罗斯、巴西都具有资源优势，石油、天然气、森林资源十分丰富，从资源和内需角度，这些国家都是我国化纤企业“走出去”的重点目标。
早准备要预防
2010年10月份之后，产业链价格的暴涨暴跌使行业很受伤：诸多因素如夏秋季的节能减排、产业库存低位，遭遇棉花价格的突然爆发，棉型纤维的替代效应，需求急速放大促使化纤价格全面上涨。另外，美国的宽松货币政策导致美元持续贬值，国内通胀压力加大，大宗商品备受市场资金的青睐，游资炒作棉花、pta等期货，推动现货价格，使价格上涨远超出需求层面。紧随而来的政策监管和资金撤离，价格又急速回落。动荡的原料价格，使下游纺织企业无所适从，严重影响接单情况，恐对未来行业走势产生巨大影响。
预计明年，受产量制约、供需紧张及劳动力成本的持续提高，棉价在回归到理性价位后仍然将高位运行。同样，对于石化产业链而言，大宗原材料价格将在美联储的宽松货币政策使美元长期保持弱势地位、中国将在流动性过剩下显现高增长下的高通胀预期格局之中仍然处于较高水平。化纤企业将再次面临高成本时代。
聚丙烯腈纤维篇9
【关键词】气相色谱质谱联用；丙烯腈；降滤失剂
0前言
丙烯腈是合成纤维，合成橡胶和合成树脂等高分子材料的主要聚合单体之一[1]。同时也是合成油田上常用耐高温降滤失剂丙烯腈（an）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（ampS）、n，n’-二甲基丙烯酰胺（Dmam）多元共聚物的重要单体[2-4]。因生产“丙烯腈”产品厂家较多，产品质量参差不齐，所以有必要测定其有效含量，控制产品质量，以保证合成产品性能。本文采用气相色谱-质谱联用方法测定油田用“丙烯腈”产品有效含量，实验结果重复性好，准确度高。
1实验部分
1.1仪器与试剂
安捷伦气相色谱质谱联用仪，配备6890n气相色谱和5973i质谱检测器（美国aglient公司）；milli-Q超纯水器（美国milli-pore公司）；aB265-S电子天平（德国mettlertoledo公司）。
丙烯腈为日本进口产品在本实验室减压蒸馏后干制品（色谱图相对峰面积大于99.5%）。
工业丙烯腈产品样品分别取自天津和山东某厂。
1.2溶液的配制
标准母液：准确称取1041mg丙烯腈100mL容量瓶中，用超纯水定容，得到质量浓度为10.41g/L的标准母液。
标准溶液：分别准确吸取1mL、2mL、5mL、10mL、25mL丙烯腈标准母液于5个50mL容量瓶中，用超纯水定容，摇匀，得质量浓度分别为0.21、0.42、1.04、2.08、5.20g/L的标准溶液。
供试品溶液：分别称取两工业产品约500mg于100mL容量瓶中，用超纯水定容。
所有溶液过0.45μm滤膜，滤液供测定。
1.3色谱及质谱条件
色谱柱：Hp-5mS毛细管柱（30m×0.25mm，0.25μm）；气化温度：80℃；柱温：初始温度30℃，以10℃/min的升温速率升温至80℃；载气：He，流速1.0mL/min，分流比50：1；进样量0.2μL；四级杆温度：150℃；离子源温度：230℃；特征离子质荷比为：m/z26和m/z53，特征离子dwell均为60ms。
2结果与讨论
2.1质谱条件的优化
Sim（selectionmonitor，选择离子监控）可以通过检测化合物的特征离子来达到有效降低背景噪音，提高分析灵敏度的目的。由于丙烯腈分子结构较为稳定，在质谱中存在强烈的分子离子峰响应[5]，因此分子离子峰即质荷比为53的离子可作为特征离子。同时参考丙烯腈标准品碎片离子峰图（丙烯腈标准品碎片离子峰图见图1）可知质荷比26的离子响应也较为强烈。因此选择质荷比26和53两离子作为特征离子进行Sim扫描。标准溶液Sim色谱图见图2。
图1丙烯腈标准品碎片离子峰图
图2丙烯腈标准溶液Sim色谱图
2.2方法的线性和检出限
采集标准溶液的色谱图，由GC-mS化学工作站对色谱图积分并计算峰面积。得到色谱峰面积y和质量浓度x（g/L）回归方程和相关系数。以3倍信噪比样品浓度为最低方法检测限，10倍信噪比样品浓度为定量限，结果见表1。
表1丙烯腈的相关系数、线性范围、最低检测限和最低定量限
2.3精密度和回收率
在1.3所示色谱及质谱条件下，对标准溶液重复测定6次，计算其精密度，用相对标准偏差RSD表示，RSD值为0.44%。
取上述丙烯腈供试品9份，分成3组。第1组加入标准母液1mL，混合后进行色谱分析，平均回收率为107.2%；第2组加入标准母液2mL，混合后进行色谱分析，平均回收率为106.8%；第3组加入标准母液4mL，混合后进行色谱分析，平均回收率为108.6%。
2.4实际样品测定
取按1.2所示供试品溶液进行色谱分析，测定结果见表2。
表2两工业产品中有效物含量测定结果
3结论
建立了气相色谱-质谱联用测定油田用降滤失剂合成单体丙烯腈（an）有效含量的方法。该方法快速准确，可用于油田耐高温降滤失剂合成单体丙烯腈的质量控制及产品开发、生产过程中收率的测定。
【参考文献】
[1]薛慧峰，叶荣，刘满仓，胡之德.工业丙烯腈中唑及其它有机杂质的气相色谱分析[J].分析化学（FenXiHUaXUe）研究简报，2004，32（8），1031-1034.
[2]夏小春，易勇，郭磊，赵志强，胡进军，党海峰.钻井液用耐高温降滤失剂FRt-2的合成及性能研究[J].精细石油化工进展，2012，13（3）：7-9.
[3]perriconaC，enrightDp，LucasJm.VinylSulfonateCopolymerforHigh-temperatureFiltrationControlofwaterbasedmuds[R].Spe13455.1986.
聚丙烯腈纤维篇10
2.信息
3.超临界流体技术在绿色化学化工中的应用天津化工周建国，陈培丽，李海明，ZHoUJian-guo，CHenpei-li，LiHai-ming
4.邻硝基苯乙酸制备方法的研究进展上官春轩，渠小峰，王鼎，王建龙
5.固相接枝法合成聚丙烯、马来酸酐、苯乙烯的接枝物廖晓兰，杨学稳，郭晴晴，LiaoXiao-lan，YanGXue-wen，GUoQing-qing
6.氧气的液相体积总传质系数的研究刘放，姜建，关丽华，LiUFang，JianGJian，GUanLi-hua
7.油酸酰胺改性3-氯丙基三甲氧基硅烷的合成及防雾性能研究蒋华麟，陈萍华，舒红英，万红梅，谢惠敏，JianGHua-lin，CHenping-hua，SHUHong-ying，wanHong-mei，XieHui-min
8.对甲基苯磺酸催化合成4-乙酰氧基苯甲酸的研究李启然，田华，LiQi-ran，tian-hua
9.酪酸菌培养条件的优化李贤宇，张蕊，周博，LiXian-yu，ZHanGRui，ZHoUBo
10.微波辐射下单质碘催化合成苯甲醛乙二醇缩醛易静，李群丽，施超，陈贵娣，陈连清，YiJing，LiQun-li，SHiChao，CHenGui-di，CHenLian-qing
11.1-甲基-4-哌啶酮的合成工艺改进姜明东，肖峰，魏金芹，王明磊
12.氯甲酸-2-乙基己酯生产中可能出现的问题及如何节能减排李弘宇，LiHong-yu
13.加氢裂化装置铵盐结晶问题技术分析和处理措施张晓明
14.降解纤维素菌株的筛选和鉴定季祥，蔡禄
15.氨加热器泄漏的原因分析与处理毋喜变
16.差示扫描量热法测定聚丙烯腈纤维玻璃化转变温度段微微，黄一平，李培欣，DUanwei-wei，HUanGYi-ping，Lipei-xin
17.大孔树脂法分离原花色素的初步研究郑永丽
18.聚醚多元醇低不饱和度的意义及分析检验苏莉
19.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定稀土硅铁中的镧、铈、镨、钕刘明，卞大勇，LiUming，BianDa-yong
20.生产硫代二丙酸产生的硫化氢回收再利用测定研究厉海洋，门娜
21.色谱法测定丙烯腈产品中恶唑、丙腈、甲基丙烯腈含量肖怀
22.天津化工氯离子测定方法的比较与评价蔡芳，鞠兴文，古凤才
23.大孔树脂吸附-生物再生法处理高盐苯酚废水的研究顾锡慧
24.废水催化湿式氧化中Cuo催化剂的稳定性研究崔迎，CUiYing
25.光电子波技术处理丙烯酸废水钟林
26.《天津化工》投稿须知
1.阻燃剂阻燃机理的探讨杨丽，周逸潇，韩新宇，毕成良，张宝贵，YanGLi，ZHoUYi-xiao，HanXin-yu，BiCheng-liang，ZHanGBao-gui
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