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