聚丙烯腈纖維精選(九篇)

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第1篇：聚丙烯腈纖維范文

關(guān)鍵詞：牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維；醋酯纖維；三醋酯纖維；定量分析

1 引言

牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維，俗稱牛奶蛋白纖維，是利用牛奶中提取的酪蛋白與聚丙烯腈共聚或共混后通過濕法紡絲而形成的，自問世以來就受到較多的關(guān)注。進入21世紀以來，人們崇尚自然、回歸自然，更加注重服飾的舒適性、保健性、高檔化和時尚化。因此，牛奶蛋白纖維作為綠色、保健型紡織品的代表，已成為國際、國內(nèi)市場消費的潮流，也滿足了消費者對服飾綠色環(huán)保、健康、時尚的追求。牛奶蛋白質(zhì)纖維因其具有以上眾多的優(yōu)點，各國的業(yè)內(nèi)人士都在積極進行這方面的產(chǎn)品開發(fā)工作，并且開發(fā)的領(lǐng)域呈現(xiàn)多元化，發(fā)展十分迅速。隨之而來的就是牛奶蛋白纖維的混紡產(chǎn)品的定量檢測日趨增多。為了完善實驗室檢測方法，本文對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/醋酯纖維和牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/三醋酯纖維的檢測方法進行了研究。

2 試驗

2.1 試驗樣品

原料為牛奶蛋白改性聚丙烯腈短纖維、醋酯短纖維、三醋酯短纖維。按50%牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/50%醋酯短纖維、50%牛奶蛋白改性聚丙烯腈短纖維/50%三醋酯短纖維配比混合樣品。

2.2 試驗標準

FZ/T 01103―2009 《紡織品 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維混紡產(chǎn)品 定量化學分析方法》。

FZ/T 01057.4―2007 《紡織纖維鑒別試驗方法 第4部分：溶解法》。

2.3 試劑

丙酮，餾程為55℃～57℃；二氯甲烷；60%硫酸，在冷卻的條件下，慢慢地將499mL（密度1.84g/mL）加入到450mL水中，待溶液冷卻至室溫，再用水稀釋至1L；稀氨溶液，將200mL氨水（密度0.880 g/mL）用水稀釋至1L。

2.4 試驗設(shè)備

分析天平（精度0.0002g）、恒溫鼓風干燥箱（105±3）℃、抽濾裝置、玻璃砂芯漏、200mL具塞三角瓶等。

2.5 試驗方法

2.5.1 丙酮法

把試樣放入具塞三角瓶中，每克試樣加入100mL丙酮，搖動燒瓶（浸透試樣），在室溫下靜止30min，每隔10min搖動一次，然后輕輕倒出溶液（殘留物留在燒瓶中），用已知干燥質(zhì)量的玻璃砂芯坩堝過濾。試樣再重復上述處理2次（總共處理3次），但每次只需15min，處理總時間為1h。用丙酮將殘留物洗進玻璃砂芯坩堝，用抽吸裝置排液。再往玻璃砂芯坩堝里倒?jié)M丙酮，靠重力排液。最后，用抽吸裝置排液，將玻璃砂芯坩堝和殘留物一并烘干，冷卻，稱重[1-2]。

2.5.2 二氯甲烷法

把試樣放入具塞三角瓶中，每克試樣加入100mL二氯甲烷，搖動燒瓶（浸透試樣），在室溫下靜止30min，每隔10min搖動一次，然后輕輕倒出溶液（殘留物留在燒瓶中），用已知干燥質(zhì)量的玻璃砂芯坩堝過濾，再加60mL二氯甲烷至具塞三角瓶的殘留物，用手搖動，將其過濾到玻璃砂芯坩堝中，用少量二氯甲烷將殘留物清洗到玻璃砂芯坩堝中。真空抽吸排液，再用二氯甲烷注滿玻璃砂芯坩堝，重力排液后真空抽吸排液。用熱水清洗，將玻璃砂芯坩堝和殘留物烘干，冷卻，稱重。

2.5.3 60%硫酸法

把準備好的試樣放入具塞三角瓶中，每克試樣加入100mL硫酸溶液，塞上玻璃塞，搖動具塞三角瓶將試樣充分浸透后，將具塞三角瓶在室溫的狀態(tài)下放置1h，每隔10min搖動一次。將殘留物過濾到玻璃砂芯坩堝，真空抽吸排液，再加少量60%硫酸清洗具塞三角瓶。真空抽吸排液，加入新的60%硫酸溶液至玻璃砂芯坩堝中清洗殘留物，重力排液至少1min后再用真空抽吸。冷水連續(xù)洗滌若干次，稀氨水中和兩次，再用冷水洗滌。每次洗滌先重力排液再抽吸排液。最后將坩堝和殘留物烘干，冷卻，稱重。

2.6 結(jié)果計算

混紡產(chǎn)品凈干重量百分率的計算公式如下：

（1）

（2）

式中：P1――不溶纖維的凈干含量百分率，%；

P2――溶解纖維凈干含量百分率，%；

m0――預(yù)處理后試樣干重，g；

m1――剩余的不溶纖維干重，g；

d――不溶纖維在試劑處理時的重量修正系數(shù)。

d值的求得：

（3）

式中：m0――已知不溶纖維干重，g；

m1――試劑處理后不溶纖維干重，g 。

當d值大于1時，表明不溶纖維在溶解過程中有重量損失，計算結(jié)果時要予以補償；d值小于1時，表明不溶纖維在溶解過程中有重量增加，計算結(jié)果時要予以扣除；d值等于1時，表明不溶纖維在溶解過程中沒有重量變化。

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維不溶于60%硫酸

采用60%硫酸法，在溫度為20℃、溶解時間為30min條件下，對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維進行溶解試驗，得出溶解修正系數(shù)d值。試驗結(jié)果見表1。

表1 60%硫酸法牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維d值

由表1可知牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的d值在1.007～1.023之間，平均d值為1.02，標準偏差為0.0037。這表明，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維在60%硫酸溶液中不溶解，纖維只受到一定損傷，但損傷小且穩(wěn)定。

3.2 醋酯纖維、三醋酯纖維溶解于60%硫酸

從FZ/T 01057.4―2007 《紡織纖維鑒別試驗方法 第4部分：溶解法》系統(tǒng)溶解表中不難看出，醋酯纖維和三醋酯纖維在60%硫酸、常溫的條件下完全溶解。為了詳細了解醋酯纖維和三醋酯纖維在60%硫酸中溶解情況，確保所用試劑的溶解效果，本文在20℃、溶解時間為30min、硫酸濃度為60%的試驗條件下，對醋酯纖維和三醋酯纖維的溶解性能進行驗證試驗。試驗結(jié)果見表2。

從3.2的試驗結(jié)果可以看出，通過對醋酯纖維和三醋酯纖維溶解性能的驗證試驗，醋酯纖維和三醋酯纖維在60%硫酸中，20℃時30min條件下就能完全溶解，與FZ/T 01057.4―2007標準溶解情況一致。

3.3 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/醋酯纖維定量檢測方法對比

按照2.5.1丙酮法與2.5.3 60%硫酸法（溫度為20℃、溶解時間為30min、按d值為1.02進行計算），對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/醋酯纖維混合纖維試樣進行了溶解對比試驗，試驗結(jié)果見表3。

從3.3的試驗可以看出，標準對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/醋酯纖維混合纖維產(chǎn)品定量分析規(guī)定方法，從檢測結(jié)果上看，數(shù)據(jù)最大相對誤差為0.99%， 變異系數(shù)為0.91%，檢測數(shù)值一致性較好，唯一的缺點就是丙酮是有機溶劑，對檢驗人員健康有一定的傷害；60%硫酸的方法，不是標準對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/醋酯纖維混合纖維產(chǎn)品定量分析規(guī)定方法，但從檢測結(jié)果看，數(shù)據(jù)最大相對誤差0.42%，變異系數(shù)為0.75%，檢測數(shù)值更加穩(wěn)定，均在1%的標準允差范圍內(nèi)，完全滿足檢測的需要，同時又減少了對操作人員的傷害，取得滿意效果。

3.4 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/三醋酯纖維定量檢測方法對比

按照2.5.2二氯甲烷法與2.5.3 60%硫酸法（溫度為20℃、溶解時間為30min，按d值為1.02進行計算），對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/三醋酯纖維混合纖維試樣進行了對比試驗，試驗結(jié)果見表4。

從3.4的試驗結(jié)果上看，標準方法的數(shù)據(jù)最大相對誤差為0.81%， 變異系數(shù)為0.99%，檢測數(shù)值一致性較好，缺點是二氯甲烷是有機溶劑，對檢驗人員健康有一定的傷害；60%硫酸的方法數(shù)據(jù)最大相對誤差0.55%，數(shù)據(jù)最大變異系數(shù)為0.88%，檢測數(shù)值均在1%的標準允差范圍內(nèi)，既能滿足檢測的需要，同時又減少了對操作人員的傷害，取得滿意效果。

4 結(jié)論

4.1 在60%硫酸中牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維不溶解，化學性質(zhì)穩(wěn)定，未受到明顯影響，纖維損失小且穩(wěn)定，溶解修正系數(shù)僅為1.02，而醋酯纖維和三醋酯纖維在60%硫酸中完全溶解。

4.2 實驗室在進行牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/醋酯纖維混紡產(chǎn)品和牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/三醋酯纖維混紡產(chǎn)品定量檢測時，通過FZ/T 01103―2009《紡織品 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維混紡產(chǎn)品 定量化學分析方法》與60%硫酸法進行驗證試驗，60%硫酸法同樣適用該試驗，而且精確性和穩(wěn)定性更好，檢測結(jié)果完全滿足標準要求；

4.3 標準采用的是丙酮和二氯甲烷等有機溶劑進行溶解試驗，毒性較大，污染比較嚴重，不利于環(huán)保，而且對檢驗人員危害較大。采用60%硫酸作為溶解試劑，危害小，解決了這一問題。

參考文獻：

[1] FZ/T 01103―2009 紡織品 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維混紡產(chǎn)品 定量化學分析方法 [S].

第2篇：聚丙烯腈纖維范文

關(guān)鍵詞：桑蠶絲；柞蠶絲；牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維；硫酸法

牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維是以牛乳作為基本原料，經(jīng)脫水、脫油、脫脂、分離、提純，使之成為一種具有線型大分子結(jié)構(gòu)的乳酪蛋白；再與聚丙烯腈進行共混、交聯(lián)、接枝，制備成紡絲原液；最后通過濕法紡絲成纖、固化、牽伸、干燥、卷曲、定型、短纖維切斷（長絲卷繞）而成的一種動物蛋白纖維[1]。紡織品中牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維和桑蠶絲/柞蠶絲混紡時，現(xiàn)行的紡織標準FZ/T 01103―2009《紡織品 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維混紡產(chǎn)品 定量化學分析方法》[2]沒有這種混紡產(chǎn)品的定量分析方法，若按國標GB/T 2910.4―2009 《紡織品 定量化學分析 第4部分：某些蛋白質(zhì)纖維與某些其他纖維的混合物（次氯酸鹽法）》[3] 進行定量化學分析，因次氯酸鹽能同時溶解蠶絲和牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維中的牛奶蛋白，此方法只適用于牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維中蛋白比例已知的混紡產(chǎn)品，當牛奶蛋白和聚丙烯腈的比例未知時，則無法對混紡產(chǎn)品進行定量分析，檢測兩種纖維的含量。而實際檢測工作中，絕大部分樣品都未知牛奶蛋白的比例，為解決這一問題，本文參照FZ/T 01057―2007《紡織纖維鑒別試驗方法 第4部分：溶解法》[4] 、GB/T 2910―2009《紡織品 定量化學分析》[2]和AATCC 20A―2011《纖維分析：定量》[5]，通過蠶絲和牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的溶解試驗，篩選合適的試驗方法和試驗條件，探討牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/蠶絲混紡產(chǎn)品定量化學分析的問題。

1 試驗部分

1.1 儀器

BRAND干燥烘箱[控溫（105±3）℃]、IKA陶瓷電加熱板（帶磁力攪拌）、SARTORIUS分析天平（精度0.1mg）、KASEN振蕩水浴鍋、SHZ-D（Ⅲ）真空泵、砂芯坩堝（30mL，80μm～120μm）、抽濾瓶（帶可固定坩堝適配橡膠圈）、干燥器（帶硅膠）、具塞三角燒瓶（250mL）。

1.2 試劑和試樣

30%雙氧水、低亞硫酸鈉、磷酸鈉（分析純，凌峰化學試劑公司）；氯化鈉、丙酮、次氯酸鈉、稀氨水溶液[200mL的濃氨水（ρ=0.880g/mL）用水稀釋至1L]、氫氧化鈉（分析純，廣州化學試劑廠）； 36%～38%濃鹽酸、95%～98%濃硫酸（分析純，廣州市東紅化工廠）； N，N-二甲基甲酰胺（分析純，西隴化工）；貼襯布桑蠶絲（上海市紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所）、牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維（科紡實業(yè)發(fā)展有限公司）、柞蠶絲（庫存樣品）。

1.3 試驗原理

在不同化學性質(zhì)的試劑中進行蠶絲和牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的溶解試驗，選擇合適的試驗方法和試驗條件。具體如下：

（1）試驗方法的選擇：試驗并評價桑蠶絲、柞蠶絲、牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維在不同試劑中的溶解性，選出合適的試驗方法。

（2）試驗條件的選擇：利用（1）中選出的方法，在不同試驗條件下進行試驗，根據(jù)蠶絲的溶解情況和牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的損失程度及穩(wěn)定性，選出合適的試驗條件。

1.4 計算

試樣損失率ω（%）=100（mm0） / m0（m0――溶解前干燥質(zhì)量；m――溶解后干燥質(zhì)量）。

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維中牛奶蛋白的含量

參照FZ/T 01103―2009，在20℃的溫度下，用1mol/L次氯酸鈉溶解試樣40min，把牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維中的牛奶蛋白從已知干燥質(zhì)量試樣中溶解去除，收集殘留物、清洗、烘干、稱重、計算。經(jīng)計算牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維中牛奶蛋白的含量為16.7%。

2.2 蠶絲、牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的溶解性

選用桑蠶絲、柞蠶絲和牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的試樣，在不同的試劑中溶解30min。

由表1可知，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的耐酸和耐堿性能強于蠶絲，耐有機試劑的性能弱于蠶絲。由此推測，纖維成分分析常用的試劑中有以下幾種試劑可能適用于牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/蠶絲混紡產(chǎn)品定量分析的要求：氫氧化鈉（NaOH）、鹽酸（HCl）、硫酸（H2SO4）、N，N-二甲基甲酰胺（C3H7NO）。理論上，試驗結(jié)果經(jīng)過修正后，這些試劑均可用于混紡產(chǎn)品的定量分析。但為了得到最佳試驗效果，需進行溶解試驗的比較分析，選出最佳試驗效果的試劑，使之能夠完全溶解一種纖維，同時對剩下纖維的損失小且穩(wěn)定。

2.3 氫氧化鈉法

試驗表明，在濃度≥2.5g/L氫氧化鈉（NaOH）的沸騰溶液中，試驗進行到 30min時蠶絲才完全溶解，而在相同試驗條件下牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維部分溶解，剩余物為膠體狀態(tài)，不能進行定量分析，無法滿足檢測的要求。

2.4 N，N-二甲基甲酰胺法

試驗表明，溫度90℃、溶解時間1h的試驗條件下，N，N-二甲基甲酰胺法溶解牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維和蠶絲的混合物，聚丙烯腈完全溶解，剩余物中牛奶蛋白粘附在蠶絲上，且兩者化學性質(zhì)相似，難以通過物理或化學方法分離，不適合定量分析。

2.5 鹽酸法

2.5.1 蠶絲在鹽酸溶液中的溶解性

選用桑蠶絲和柞蠶絲試樣在不同試驗條件的鹽酸溶液中進行溶解試驗。

由表2可知：①試驗溫度20℃時，桑蠶絲在鹽酸濃度≥29%的溶液中，接近10min時完全溶解；柞蠶絲在鹽酸濃度≥35%的溶液中，接近10min時完全溶解；②溫度每升高20℃，溶解桑蠶絲和柞蠶絲所需鹽酸溶液的濃度約降低1%。由此可知，溫度對蠶絲溶解性能的影響不明顯，為簡便操作、減少能耗、減輕鹽酸的揮發(fā)性對環(huán)境的影響，選用室溫條件下的溫度點20℃作為試驗溫度。

2.5.2 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維在鹽酸溶液中的溶解性

2.5.2.1 鹽酸濃度對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的影響

溫度20℃、時間10min的試驗條件下，測試鹽酸濃度對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的影響。

由表3可知，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維在鹽酸濃度29%的溶液中損失率為4.04%；在35%溶液中損失率為6.65%；在濃鹽酸中損失率為11.77%。鹽酸溶液的濃度對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維質(zhì)量損失的影響比較明顯，濃度越高損失越大。為使蠶絲能完全溶解，而牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的損失小，選用鹽酸的濃度為35%。

2.5.2.2 溶解時間對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的影響

溫度20℃時，在35%的鹽酸中測試溶解時間對牛奶蛋白改性腈綸纖維的影響。

由表4可知：牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維20℃時，在35%的鹽酸溶液中，溶解10min的損失率為6.65%；溶解20min損失率為12.60%；溶解30min損失率為14.43%。溶解時間對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維損傷的影響較大，時間越短纖維的損失越小。

因此，鹽酸法定量分析牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/蠶絲混紡產(chǎn)品時，可選鹽酸濃度35%、溫度20℃、溶解時間10min作為試驗條件進行試驗，此時溶解蠶絲，剩余牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維，剩余纖維的損失率為6.65%。

2.6 硫酸法

2.6.1 蠶絲在硫酸溶液中的溶解性

選用桑蠶絲和柞蠶絲試樣在不同試驗條件的硫酸溶液中進行溶解試驗。

由表5可知：①試驗溫度20℃時，桑蠶絲在硫酸濃度≥52%的溶液中，10min內(nèi)溶解完全；柞蠶絲在硫酸濃度≥60%的溶液中，10min內(nèi)溶解完全；②溫度每升高20℃，溶解桑蠶絲和柞蠶絲所需硫酸溶液的濃度約降低1%～3%。由此可知，溫度對蠶絲溶解性能的影響不明顯，為了便于試驗操作、減少能耗，可選用室溫條件下的溫度點20℃作為試驗溫度。

2.6.2 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維在硫酸溶液中的溶解性

2.6.2.1 硫酸濃度對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的影響

溫度20℃、時間10min的試驗條件下，測試硫酸濃度對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的影響。

由表6可知，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維20℃時，溶解10min，在53%的硫酸溶液中損失率為0.96%；在60%的溶液中損失率為2.20%；在70%的溶液中損失率為8.02%。硫酸溶液的濃度對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維損失有明顯的影響，濃度越高損失越大。

2.6.2.2 溶解時間對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的影響

溫度20℃時，在60%的硫酸中測試溶解時間對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的影響。

由表7可知：牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維20℃時，在60%的硫酸溶液中，溶解10min的損失率為2.20%；溶解20min損失率為2.28%；溶解30min損失率為2.33%。由此可知，溶解時間對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的損傷沒有明顯影響，在10min～30min的溶解時間內(nèi)損失率維持在2.20%～2.33%之間，損失比較穩(wěn)定?？紤]溶解時間的長短和實際檢測中染料、整理劑等對樣品溶解性能的影響，選用20min作為溶解時間。

2.7 試驗方法和條件的比較

2.7.1 試驗方法的選擇

由以上試驗可知：氫氧化鈉法對剩余物的損傷大，不能滿足定量分析檢測的要求；N，N-二甲基甲酰胺法無法很好地分離擬溶解的組分，不能滿足定量化學分析檢測的要求；鹽酸法和硫酸法相比，鹽酸對剩余物的損傷大，試驗結(jié)果誤差大，且鹽酸揮發(fā)性較大不利于試驗環(huán)境。因此，經(jīng)分析比較硫酸法是較為合適的定量分析方法。

2.7.2 試驗條件的選擇

由硫酸法的試驗結(jié)果可知：兼顧蠶絲的溶解性、牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的溶解損傷、溶解時間的長短和實際檢測中染料、整理劑等對樣品溶解性能的影響，可以選擇硫酸濃度為60%、溫度為20℃、溶解時間為20min的試驗條件作為牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維和蠶絲混紡產(chǎn)品的定量化學分析測試的試驗條件。

3 結(jié)論

（1）牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的耐酸耐堿性能強于蠶絲。

（2）鹽酸法和硫酸法均可用作牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/蠶絲混紡產(chǎn)品定量化學分析，但硫酸法操作更簡便，試驗結(jié)果誤差更小。

（3）牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/蠶絲混紡產(chǎn)品在硫酸濃度60%、溫度20℃、溶解時間20min的試驗條件下進行溶解試驗，蠶絲能夠溶解完全，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的質(zhì)量損失相對較小且穩(wěn)定，可以滿足混紡產(chǎn)品定量化學分析檢測的要求。

（4）硫酸法定量分析牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/蠶絲混紡產(chǎn)品，可作為FZ/T 01103―2009《紡織品 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維混紡產(chǎn)品 定量化學分析方法》的補充方法。

參考文獻：

[1] 莫靖昱，陸艷. 腈綸基牛奶纖維的定性鑒別方法探討[J].印染助劑，2013（5）：45-47.

[2] FZ/T 01103―2009 紡織品 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維混紡產(chǎn)品 定量化學分析方法[S].

[3]GB/T 2910―2009 紡織品 定量化學分析[S].

[4] FZ/T 01057―2007 紡織纖維鑒別試驗方法 第4部分：溶解法[S].

第3篇：聚丙烯腈纖維范文

關(guān)鍵詞：嬰童家紡產(chǎn)品；薄荷酮改性粘膠纖維；牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維；抑菌；功能性

中圖分類號：TS106

文獻標志碼：B

On Developing Innovative Functional Fibers for Baby’s Home-textiles

Abstract： The paper introduces the applications of two kinds of innovative functional fibers， namely menthone-modified viscose fiber and milk protein-modified polyacrylonitrile fiber， in developing baby’s home-textiles， including the selection of raw materials as well as spinning， weaving， dyeing & finishing processes. Test results show that the products developed with both fibers have antibacterial rate up to 80% --99.9% and color fastness over Grade 4.

Key words： baby’s home-textiles； methone-modified viscose fiber； milk protein modified polyacrylonitrile fiber； antibacterial； functional

當前，嬰童家紡產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題日益受到消費者關(guān)注。日前，新的強制性嬰童紡織品標準GB31701―2015《嬰幼兒及兒童紡織品安全技術(shù)規(guī)范》出臺。對比GB18401中的A類指標，該標準更為具體全面，且要求更高，尤其是針對重金屬及鄰苯二甲酸酯含量的要求。鑒于此，利用新型功能性纖維，開發(fā)符合嬰幼兒和兒童紡織品標準的安全、健康、環(huán)保的產(chǎn)品將成為嬰童家紡產(chǎn)品未來發(fā)展的重要方向。本文將介紹一款符合此要求的嬰童用家紡產(chǎn)品。

1新型功能性纖維的技術(shù)特點

1.1薄荷酮改性粘膠纖維

薄荷酮改性粘膠纖維是在粘膠漿粕中添加薄荷油微膠囊溶液，混合后紡絲成形，其中薄荷油微膠囊溶液中薄荷油的質(zhì)量分數(shù)為10%～20%。其技術(shù)特點如表1、表2所示。

從表1中可以看出，薄荷酮改性粘膠纖維的干斷裂強力及干態(tài)斷裂伸長較常規(guī)粘膠纖維高，回潮率與常規(guī)粘膠纖維類似，但白度較常規(guī)粘膠纖維低；從表2中可以看出，該纖維的抑菌率均符合標準要求，且對于金黃色葡萄球菌的抑菌率達到99.9%。

1.2牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維

牛奶蛋白改性纖維是以牛乳作為基本原料，經(jīng)過脫水、脫油、脫脂、分離、提純，使之成為乳酪蛋白；再與聚丙烯腈采用高科技手段進行共混、交聯(lián)、接枝，制備成紡絲原液；最后通過濕法紡絲而成。其技術(shù)特點如表3、表4所示。

從表3中可以看出，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維與腈綸相比，干斷裂強度相似，斷裂伸長較高，回潮率也較高；從表4中可以看出，該纖維的抑菌率和氨基酸含量較高。

2新型功能新纖維面料的設(shè)計開發(fā)

2.1織造工藝

2.1.1薄荷酮改性粘膠纖維混紡面料

（1）原料

薄荷酮改性粘膠纖維：長度38mm，線密度1.2D；

天絲？：長度38mm，線密度1.4dtex。

（2）紡紗

在紡紗過程中注意控制調(diào)節(jié)CV值，粗節(jié)、細節(jié)和棉結(jié)的指標。

（3）織造

經(jīng)紗采用60S細旦薄荷纖維，緯紗采用60S天絲？，紗線配比為30/70，經(jīng)密182根/英寸，緯密120根/英寸。在織造過程中要注意斷頭，嚴格控制經(jīng)緯紗張力，減少瑕疵。

2.1.2牛奶蛋白改性纖維混紡面料

（1）原料

牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維：長度38mm，線密度1.5D；

木代爾纖維：長度38mm，線密度

1.3dtex。

（2）紡紗

牛奶蛋白改性纖維混紡紗線：木代爾纖維與牛奶蛋白改性纖維的紗線根數(shù)比例為1∶4，直芯層為木代爾纖維，纏繞層由牛奶蛋白改性纖維和木代爾纖維按照1∶1比例均勻混合后，纏繞在直芯層周圍。

（3）織造

經(jīng)紗為60S木代爾，緯紗40S牛奶蛋白改性纖維與木代爾混紡（20/80），經(jīng)緯紗線密度分別為140根/英寸和90根/英寸，采用1/4緞紋組織織造。

選用多臂噴氣織機進行織造，織造工序主要參數(shù)為：織機速度500r/min，織物組織為3/1經(jīng)+1/3緯，主噴氣壓30N±10N，后梁前后刻度為1，高低80mm，開口時間290°，上機張力2400N，停經(jīng)架前后刻度為120，高低20mm。

2.2面料染整工藝

薄荷酮改性纖維混紡面料及牛奶蛋白改性纖維混紡面料在嬰童家紡產(chǎn)品中采用活性印花工藝加工。

工藝流程：

燒毛退漿漂白（80℃，30min）定形（185℃、30s）印花烘干（110～120℃，3～5min）汽蒸（102℃，8～12min）冷水洗堿水洗（50℃，5min）堿水洗（98℃，3min）柔軟整理熱水洗（80～90℃）冷水洗中和烘干。

2.2.1燒毛

燒毛過程中為減少布面受損，采用高速輕燒工藝。2.2.2退漿

采用酶退漿工藝，并采用2格熱水洗后對其進行多浸一軋，以達到均勻滲透。

退漿工藝流程：熱水洗2格浸軋生物酶處理液（多浸一軋）松堆堆放；

生物酶處理液組成：

淀粉酶3g/L；

食鹽9～12g/L；

滲透劑2～3g/L。

酶退漿工藝條件：熱水洗溫度65～75℃、軋酶液溫度55～65℃、軋余率110%～130%、堆置時間4～5h、pH值6.0～7.0。

2.2.3漂白

選擇在弱堿性條件下漂白。

漂白液組成：

Na2CO310g/L；

H2O210g/L；

JFC1g/L；

穩(wěn)定劑6g/L。

2.2.4印花

（1）工藝處方

印花糊料各組合物的質(zhì)量分數(shù)：

海藻酸鈉3.9%～5.6%；

親水性聚醚聚合物0.7%～1.75%；

助印劑0.07%～0.35%；

其余為水。

（2）印花色漿組分

印花糊料組合物：

活性染料1%～3%；

弱堿1%～2.5%；

防染鹽0.4%～0.6%。

2.2.5柔軟整理

氨基硅高效柔軟劑30g/L；

平滑劑10g/L。

2.3面料功能性技術(shù)指標及常規(guī)指標（表5、表6）

從表5和表6可以看出，薄荷酮改性粘膠纖維/天絲？混紡印花機織面料與牛奶蛋白改性纖維/木代爾混紡印花機織面料的各項色牢度指標均達到4級以上。另外，前者對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念球菌等3種菌種的抑菌率均達到99.9%，后者則在85%以上。

3結(jié)論

（1）與常規(guī)粘膠纖維相比，薄荷酮改性粘膠纖維的干斷裂強力及干態(tài)斷裂伸長較高，回潮率相當，但白度較低；纖維的抑菌率均符合標準要求，且對于金黃色葡萄球菌的抑菌率達到99.9%。

（2）牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維與腈綸相比，干斷裂強度相似，斷裂伸長較高，回潮率也較高；纖維的抑菌率較高、氨基酸含量也較高。

（3）薄荷酮改性粘膠纖維/天絲？混紡印花機織面料與牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/木代爾混紡印花機織面料的各項色牢度指標均達到4級以上，且前者對3種菌種的抑菌率均達到99.9%，后者則在85%以上。

參考文獻

[1]羅萊家紡股份有限公司.一種印花糊料組合物和印花色漿：中國專利，201210268784.7[P].2012-11-07.

[2]羅萊家紡股份有限公司.一種牛奶蛋白纖維混紡紗線：中國專利，201220392438.5[P].2013-01-30.

[3]羅萊家紡股份有限公司.一種持久冰涼抗菌纖維的制備方法及其產(chǎn)品：中國專利，201410002013.2[P].2015-07-08.

第4篇：聚丙烯腈纖維范文

關(guān)鍵詞：工程建設(shè)；纖維材料；施工混凝土；應(yīng)用

長期以來，我國各類工程建設(shè)項目的施工，多數(shù)采用了混凝土結(jié)構(gòu)，但作為一種容易開裂、強度較低、收縮性較大的脆性材料，普通混凝土的使用受施工工藝、場地溫度、結(jié)構(gòu)荷載、養(yǎng)護方法、空氣濕度等多種因素影響，施工結(jié)構(gòu)上通常會留有不同程度、不同性質(zhì)的裂縫，不僅破壞了工程結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量，同時也將埋下一定的安全隱患，或直接引發(fā)工程事故。對此，鋼纖維、人工合成纖維、玄武巖纖維等纖維材料的應(yīng)用，能夠根據(jù)設(shè)計、施工要求的不同加以選擇，并通過綜合使用混凝土材料，能夠直接控制、有效改善施工混凝土的化學、力學性能，進而提高項目的施工質(zhì)量。以下，本文就幾種較為常用的纖維材料在工程混凝土中的運用作簡要的分析、探討。

1 鋼纖維材料的運用

目前，在我國各類工程項目的混凝土施工中，鋼纖維材料的應(yīng)用最早、最廣，相較于幾種人工合成的纖維產(chǎn)品，鋼纖維材料有著良好的彈性模量、結(jié)構(gòu)密度，而隨著我國技術(shù)水平的快速提升，鋼纖維材料的外形已由以往的較為常用的長直形發(fā)展為彎鉤形、壓痕形、波浪形等，而就截面形狀來看，也陸續(xù)推出了不規(guī)則形、矩形、月牙形等。此外，根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，可將鋼纖維產(chǎn)品大致分為冷拔鋼絲纖維、剪切鋼纖維、熔斷鋼纖維、銑削鋼纖維等，相較于常規(guī)混凝土材料，鋼纖維材料的運用能夠有效改善、提高施工結(jié)構(gòu)的耐久性、各項物理力學特性，進一步加大了工程混凝土的重量比與質(zhì)量強度，而在抗拉、抗剪、抗彎曲強度方面，分別提高了25%至50%、50%至100%、40%至80%。由此可見，鋼纖維混凝土材料具有一定的耐磨性、整體性、耐腐蝕性、耐熱性、抗裂性、耐凍融性，同時降低了7%到9%左右的收縮值，適用于公路、橋梁的路面施工，可利用噴射機械、壓力泵實施具體的生產(chǎn)操作，不但能夠大幅降低模板的使用量，也顯著提高了施工效率。

值得注意的是，鋼纖維混凝土的生產(chǎn)成本較高，同時由于這種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)密度較大，進而增加了混凝土結(jié)構(gòu)的自重，而在具體的配制過程中，倘若摻入了大量的鋼纖維材料，則極易造成工程混凝土出現(xiàn)散絲結(jié)團。施工過程中，混凝土的外表面若存有外露鋼纖維，在后期的養(yǎng)護過程中將發(fā)生銹蝕，最終影響到施工結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量、耐久性。

2 玄武巖纖維材料的運用

作為一種天然的無機纖維，玄武巖纖維材料的運用，主要是通過礦物開采來提取玄武巖原料，以高溫加工的方式將其融化，最后利用拉絲技術(shù)制備而成，也可將其視為一種硅酸鹽纖維，而就這種材料本身的物理力學性能來看，相較于市場面上的幾種人工合成纖維產(chǎn)品，BF纖維材料在極限應(yīng)變率、彈性模量、抗拉強度等多個方面有著絕對優(yōu)勢，而相較于同類的硅酸鹽纖維，玄武巖纖維材料能夠與水泥充分融合，并有著極強的耐堿性。目前，對于玄武巖纖維在工程混凝土中的運用，國內(nèi)有關(guān)的專家、學者存有些許爭議，其主要集中體現(xiàn)在BF纖維混凝土的物理力學特性方面，一些人人為玄武巖纖維材料的摻入，將影響、降低混凝土原有的力學性能。此外，由于玄武巖纖維材料本身的成分波動較大、熔點較高，從而對混凝土施工的技術(shù)水平、工藝方法提出了新的要求，同時在具體的生產(chǎn)操作中也將消耗大量的能源、投資。然而，可以肯定的是玄武巖纖維的運用，能夠大幅提高工程混凝土的抗沖擊性、抗裂性、抗腐蝕性，對于一些防洪、水利水電、橋梁以及耐磨部位的混凝土施工尤為適用。

3 人工合成纖維材料的運用

（一）聚丙烯纖維材料：

在我國各類工程建設(shè)項目的混凝土施工中，人工合成纖維材料的研制與運用緊隨鋼纖維之后，其中屬聚丙烯纖維開發(fā)時間最早。作為一種人工合成材料，聚丙烯纖維的生產(chǎn)加工一般采用的是共聚物、丙烯聚合物，就產(chǎn)品性質(zhì)來看，也可將其稱為杜拉纖維，雖然此種材料的彈性模量較低、與水泥材料的粘結(jié)性較差，但憑借其良好的抗拉強度與抗堿性、低廉的加工成本、較高的極限延展率、多樣化的原材料以及快捷、簡便的施工，在國內(nèi)水庫溢洪道、泄洪壩段抗沖磨部位、水庫溢洪道等工程、部位的混凝土施工中得到了推廣與應(yīng)用。值得注意的是，聚丙烯纖維在工程混凝土中的運用，雖然能夠在一定程度上提高施工結(jié)構(gòu)的抗裂性能，但由于聚丙烯纖維材料在紫外線、高溫、氧氣中將加速老化，或改變原有的化學特性、物理性能，從而逐漸被一些新型纖維產(chǎn)品所代替。

（二）聚丙烯腈纖維材料：

聚丙烯腈(PAN)纖維又稱腈綸纖維，相較于研發(fā)較早的聚丙烯纖維材料，此種產(chǎn)品不僅能夠與水泥材料充分融合，同時也有著良好的均勻性、耐溫耐寒性，而作為一種次級增強材料，聚丙烯腈纖維憑借其優(yōu)異的耐堿性、質(zhì)量強度、延伸性、分散性、彈性模量，被廣泛應(yīng)用在國內(nèi)各類工程項目的混凝土施工中，對于一些空氣濕度較大、座落于水環(huán)境中的混凝土工程，進一步提高了各主體面板的防滲性、抗裂性。在具體的施工過程中，對于工程混凝土的拌制，若摻入聚丙烯腈纖維材料，可在60s以內(nèi)充分攪拌均勻、分散，不僅大幅提高了新拌混凝土的粘聚性，同時也具有一定的連續(xù)性、整體性。此外，對于一些規(guī)模在170m左右的混凝土溜槽施工，聚丙烯腈材料的運用，并未發(fā)現(xiàn)骨料離析現(xiàn)象，而在后續(xù)完成混凝土的澆筑與養(yǎng)護后，通過全面、系統(tǒng)、專業(yè)的質(zhì)量檢查，30000以內(nèi)的混凝土面板上僅存有1-2條裂縫。由此可見，聚丙烯腈混凝土有著卓越的抗裂效果，有效防治了普通混凝土材料早期形成的干縮裂縫、塑性裂縫。

4 纖維素纖維材料的運用

纖維素纖維是新一代建筑工程用纖維，原產(chǎn)于美國，與聚丙烯纖維(密度0．9lg/cm3)相比，其密度(1．10g/cm3)略大于水，避免了纖維在混凝土澆注振搗中上浮現(xiàn)象，具有天然的親水性能、纖維根數(shù)多、比表面積大、與混凝士基體界面黏結(jié)強度高等特性，且內(nèi)部含有空腔，在混凝土新拌階段能儲存部分自由水而在水化后期釋放出來促進水泥繼續(xù)水化。試驗表明，纖維素纖維對混凝土拌和物性能及抗壓強度的影響不大，明顯提高劈拉強度(28d提高29%)，大幅提高混凝土阻裂性能和增強效應(yīng)，降低混凝土脆性；在提高混凝土抗裂抗?jié)B方面也表現(xiàn)了比聚丙烯纖維更優(yōu)越的性能。

5 結(jié)束語

綜上所述，纖維材料在工程混凝土中的運用，有著多種選擇與方式，實際進行混凝土施工時，應(yīng)根據(jù)項目自身的特點、性質(zhì)以及設(shè)計要求，分別選擇鋼纖維、人工合成纖維、玄武巖纖維等材料，以此保證混凝土施工的經(jīng)濟性、有效性，充分發(fā)揮纖維材料的作用，提高結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

參考文獻

[1]劉憲堂,于志強.淺談聚丙烯纖維混凝土在水利水電工程中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2009,(06) [2]李藝,趙文,梁磊,宮文娟.貯存核廢料用混雜纖維混凝土彎曲性能試驗研究[J].中山大學學報(自然科學版),2009,(06)

第5篇：聚丙烯腈纖維范文

關(guān)鍵詞：碳纖維；原絲油劑；性能指標

聚丙烯腈（PAN）基碳纖維原絲在預(yù)氧化和低溫碳化時必須能夠不熔融、不粘結(jié)、不起毛絲和斷絲，這與聚丙烯腈原絲所用的油劑的性能有重大關(guān)系。油劑的使用對聚丙烯腈原絲的親水性、集束性、分纖性及加工毛絲率等有重要的影響。日本生產(chǎn)碳纖維的公司都開發(fā)了獨有的專用油劑，但國內(nèi)長期沒有用于聚丙烯腈原絲生產(chǎn)的專用油劑，也是導致碳纖維質(zhì)量上不去的一個重要原因[1]。

國外早期多采用不含硅油的高醇化合物及其衍生物作為PAN原絲油劑的主要成分，隨著生產(chǎn)工藝不斷改進，為了進一步提高油劑阻熱性能和分纖性能，減少設(shè)備殘留物，目前PAN原絲油劑多選用有機硅化物和其它助劑復配的工藝。例如東麗公司專利（US6221490）中所使用的PAN原絲油劑就包含氨基改性硅油、環(huán)氧改性硅油、聚醚改性硅油、非離子型表面活性劑、有機銨化物和聚合物精細粒子等多種組分。一般而言，合適的硅油和精細粒子的加入也可以大大增加單絲性，從而提高產(chǎn)品性能。

綜合國外專利來看，對用于碳纖維原絲的油劑乳液主要有以下幾點要求：乳液均一性（uniformity）、高熱穩(wěn)定性（high heat resistance）和低羅拉污染（less transferred to rollers）。

從理論上來說，油劑乳液的均一性是保證油劑均勻涂覆于纖維表面的必要條件；熱穩(wěn)定性主要是防止原絲在致密化、預(yù)氧化和碳化初期發(fā)生粘連并絲；防止污染，是連續(xù)化生產(chǎn)的保證。

國內(nèi)對于碳纖維原絲油劑的研究相對較少，文獻[2]中主要關(guān)注的油劑性能指標有四方面：抗氧化性和耐熱性、表面張力和接觸角、乳化體系穩(wěn)定性和乳液粒徑。也有學者主要關(guān)注的油劑指標和性能為五方面：耐熱性、表面張力、金屬離子含量、抗靜電性能和室溫存放穩(wěn)定性[3]。東華大學纖維材料改性國家重點實驗室就重點研究了紡絲油劑引入灰分相關(guān)的問題；中石油吉化公司研究院則是關(guān)注油劑向纖維表層浸入導致碳化產(chǎn)生表面缺陷的問題等[4]。國內(nèi)對于碳纖維原絲油劑的研究報道中很多技術(shù)指標和數(shù)據(jù)都和專利US6221490中公開的是一致的。

總結(jié)國內(nèi)外專利和文獻的基礎(chǔ)上，作者認為對于高性能碳纖維原絲油劑的開發(fā)，應(yīng)該針對以下幾個性能要求和技術(shù)指標。

（1）油劑乳液的均一性

油劑乳液的均一性是其穩(wěn)定性和涂覆性的前提，是其它一些性能得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)，所以十分重要。其具體的技術(shù)指標為乳液流體力學粒徑500nm以下，最好在200nm以下，粒徑分布均勻。測試可以借助激光粒度儀和電子顯微鏡。

（2）油劑乳液的涂覆性

為了保證在預(yù)氧化和低溫碳化階段原絲盡可能多的受到油劑的保護而不發(fā)生熱粘連，油劑在纖維表面的涂覆性一定要好，對于這一性能要求的考察主要可以通過三個指標：

a.乳液的動力粘度≤50cp；b.表面張力

因為PAN原絲的表面張力是44*10-5N，根據(jù)小表面張力物質(zhì)可以在大表面張力物質(zhì)表面涂覆的原理，所以要求要求油劑乳液表面張力

（3）油劑乳液的耐熱性

耐熱性主要表現(xiàn)在兩個方面，抗氧化性和耐熱性，主要通過耐熱殘留質(zhì)量分數(shù)r來反映。專利US6221490中提及只要耐熱殘留r>0.2，該油劑在實際使用中就可以滿足耐熱的要求，當然耐熱殘留質(zhì)量分數(shù)越高越好，實際上限為0.95。

r的測量方法如下：稱取1g油劑放在鋁制坩堝中，在105℃烘箱中處理5h，使其為絕干狀態(tài)。精確稱量上述絕干油劑15mg～20mg，放置在TGA的鋁坩堝中，首先在流動空氣狀態(tài)下加熱到240℃，升溫速率為10℃/min，空氣流30ml/min，恒溫60min.。然后切換成氮氣，在240℃下保持5min，以10℃/min的升溫速率，30ml/min的氮氣流，升溫至450℃，保持30s，即可測得總的r。

（4）乳液金屬離子含量

K、Na等金屬離子在高溫碳化過程中能催化碳的氧化，形成殘留空洞與表面缺陷，降低碳纖維的質(zhì)量，因此要求油劑乳液中K、Na、Ca、Mg、Al、Fe和Cu等七種金屬離子的總含量低于2ppm。

金屬離子含量的測定可以借助ICP和原子吸收。

（5）油劑乳液穩(wěn)定性

存放穩(wěn)定性也是油劑乳液生產(chǎn)中值得關(guān)注的問題，此項指標可以參考常用硅油乳液乳化技術(shù)中的方法進行考察，即對乳液小樣，3000rpm離心30min、60min以及室溫放置一段時間，考察有無破乳、漂油現(xiàn)象發(fā)生；以及通過分光光度計測量前后透光率的變化等。

（6）硅化物殘余量

油劑抗氧化性和耐熱性隨著分子量的增大而提高。根據(jù)碳纖維工藝要求，油劑在低溫碳化800～900℃之后全部逸走。因為殘留的硅會在高溫碳化條件下生成氧化硅、氮化硅、碳化硅等物質(zhì)，耐熱性高不易除去，使碳纖維的抗拉強度下降。所以硅化物殘余量要求低于30ppm。

（7）油劑乳液的抗靜電性

油劑的抗靜電性能是確保紡絲、預(yù)氧化過程中絲的集束性的重要條件。國內(nèi)外至今還沒有測定纖維表面電阻的可靠方法。從抗靜電原理來看，主要就是兩個方面，盡可能防止電荷的產(chǎn)生和及時將產(chǎn)生的電荷排除。因此可以從油劑的吸濕性和介電常數(shù)兩個方面來考察?？傊疂M足實際應(yīng)用的需要才是考核油劑抗靜電性能的最好方法。所以這部分的技術(shù)指標的具體數(shù)字和測試方法還需要進一步研究。

（8）硅油交聯(lián)率

硅油的交聯(lián)可以提高其耐熱性，更加有效地防止熱粘連。同時還可以減少油劑向羅拉導軌的轉(zhuǎn)移，降低對羅拉的污染。作者綜合各篇研究報告來看，要求油劑的交聯(lián)率至少10%以上，最好50%以上。并且要求交聯(lián)溫度越接近處理溫度越好。測試方法參見US6221490。

（9）油劑的透氣性

這部分的性能也是很多國內(nèi)研究容易忽視的一點。在預(yù)氧化階段，油膜涂覆于纖維表面，如果透氣性欠佳會導致氧氣難以從絲束外部行內(nèi)部擴散，降低預(yù)氧化效率。這部分的技術(shù)參數(shù)和測試方法還需要進一步的研究確定。

（10）最終應(yīng)用評價

據(jù)稱原絲油劑對于提高碳纖維強度的貢獻約為0.5～1GPa，對于油劑各種具體的性能要求歸于一點都是提高碳纖維強度。所以將未上油、或上不同油劑的碳纖維進行拉伸強度的數(shù)據(jù)對比，才是終端最直接的技術(shù)指標。

參考文獻

[1]賀福.碳纖維及石墨纖維[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[2]賀福.高性能碳纖維原絲與油劑[J].科技纖維與應(yīng)用，2004.

第6篇：聚丙烯腈纖維范文

【關(guān)鍵詞】化學 生活

Chemistry and life

Li Jian

【Abstract】In this article, the author has give some examples about the chemistry instance that is common seen in our daily life, which says that chemistry cannot be separated from life and life is filled with chemistry.

【Keywords】Chemistry Life

1．開啟化學之門?；瘜W是一門物質(zhì)性質(zhì)和物質(zhì)變化規(guī)律的基礎(chǔ)自然學科，它研究物質(zhì)發(fā)生變化的原因和條件，以及隨著變化發(fā)生的各種現(xiàn)象（例如發(fā)光、放熱、發(fā)生氣體等）。如巨大的巖石逐漸風化變成泥土和沙礫；由于地殼變動而埋沒在地下深處的古代樹木變成了煤；鐵器在潮濕的空氣里逐漸生銹等。

2．進入化學之門。

2．1 實用的新能源――電池。鋁－空氣－海水為能源的新型電池已研制成功。太陽能電池是利用晶體硅和非晶體硅為材料制成的一種將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。據(jù)預(yù)測到21世紀中期全世界的電力總耗量的20%~30%將由太陽能電池提供。氫氧燃燒電池是一種高效低污染的新型電池。電子手表之所以能晝夜走動，袖珍電子計算機的液晶顯示器顯示數(shù)字等都靠的是微型電池。電子表用的是銀鋅電池，化學反應(yīng)方程式為：Ag2O+Zn==2Ag+ZnO，銀－鋅電池安裝在電子手表中可以使用長達兩年之久。能源起搏器安裝的是鋰－碘電池，植入人體內(nèi)，使用壽命長達10年之久。

2．2 未來的能源――水中取“火”。目前各國都在探索新能源，如太陽能、潮汐能、地熱、氫燃料和核能等，其中氫氣是一種最有發(fā)展前途的新燃料，而氫氣來自取之不盡，用之不竭的水。2H2O==2H2+O2，可用光化學法、生物方法或太陽能直接將海水轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?。一旦水真正成為制氫的原料，人類又獲得一種經(jīng)久的能源。更有意義的是氫氣燃料又與氧氣化合成水，如此循環(huán)不息，使氫氣成為人類永不枯竭的能源。

3．化學之門處處開。

3．1 腈綸有“合成毛線”之稱，學名叫聚丙烯腈，它具有羊毛的特點，并優(yōu)于羊毛。制取腈綸的原料是丙烯腈（CH2===CHCN），丙烯腈可由電石制造，也可用石油裂解和煉油廢氣中的丙烯來制造，丙烯經(jīng)過氨氧化后，便成了丙烯腈，丙烯腈通過聚合反應(yīng)變成聚丙烯腈，然后通過噴絲、紡織便成了腈綸纖維。

3．2 炸油條時，向面團里加入純堿和明礬。在炸油條時，碳酸氫鈉受熱分解成碳酸鈉、水和二氧氣化碳，油條迅速膨脹起來。用明礬來中和堿性。反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧化鋁呈膠體形式存在，有利于包裹二氧化碳氣體和使面團具有較大限度的伸脹性。氫氧化鋁是胃舒平的主要成分，它能中和胃中產(chǎn)生過多的胃酸（鹽酸），保護胃壁黏膜。

3．3 聚氯乙烯（PVC），它就是家居中廣泛應(yīng)用的墻壁裝飾材料墻紙的化學原料。我們用的肥皂盒、梳子、拖鞋、涼鞋、床單、水桶等都是由聚氯乙烯制成的，有的比絲綢還要柔軟，有的比鋼鐵還要堅硬。

上面所講的一些都是日常生活中常見到的，如果想了解更多的化學知識，那就到生活中去看、去聽、去感受吧。

第7篇：聚丙烯腈纖維范文

漸進性成長

碳纖維是含碳量高于90%的無機高分子纖維。碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維（PAN）、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳化制得，其中以聚丙烯腈為原料的碳纖維占市場份額75%以上。

與鋼鐵相比，碳纖維強度驚人，在大幅減輕重量的同時仍能保持材料的強度。作為與樹脂一起燒結(jié)而成的復合材料，目前被應(yīng)用機機身，而且需求正在迅速擴大。今后在汽車領(lǐng)域也有望得到全面應(yīng)用。據(jù)日本媒體報道，碳纖維的全球市場規(guī)模到2020年有望比2012年增長2.5倍，達到2萬億5千億日元左右。

如今，日本東麗是全球最大的碳纖維供應(yīng)商，2013年9月，東麗就收購美國大型企業(yè)達成了協(xié)議，從而使得其全球份額已經(jīng)提高至30%。據(jù)悉其今后將進一步擴大量產(chǎn)規(guī)模，以降低成本，在汽車碳纖維領(lǐng)域也爭取領(lǐng)先。此外，全球第二大廠商日本帝人和第四大廠商日本三菱麗陽也已經(jīng)開始擴大產(chǎn)能，日本企業(yè)在碳纖維領(lǐng)域有望進一步擴大優(yōu)勢。

而在中國，已經(jīng)有越來越多的研究機構(gòu)和企業(yè)對碳纖維傾注心血。在連云港，有著這樣一家企業(yè)為了實現(xiàn)碳纖維的國產(chǎn)化持之以恒地堅持技改研發(fā)。他們不僅成功開發(fā)出T700高性能纖維，還將啟動T800國產(chǎn)化進程。這就是連云港鷹游集團旗下的中復神鷹碳纖維有限公司。

當中復神鷹碳纖維開發(fā)出T300碳纖維時，誰也沒有想到這家名不見經(jīng)傳的民營企業(yè)會將T700作為自己新的研發(fā)目標。鷹游集團董事長張國良告訴記者，這場進軍T700的艱難攻關(guān)從2008年就開始了。2011年，神鷹碳纖維攻克了高致密化原絲難以均質(zhì)預(yù)氧化的技術(shù)難題，當年下半年成功地實現(xiàn)了3K絲束T700級原絲及碳絲的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。2012年，神鷹碳纖維在原有的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了干噴濕紡12K絲束生產(chǎn)線從原絲到碳化的全線貫通。這一步步的努力為神鷹碳纖維實現(xiàn)T700全面國產(chǎn)化打下了扎實基礎(chǔ)。

隨著國內(nèi)外市場對碳纖維需求的增多，神鷹碳纖維在生產(chǎn)線穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上，通過技術(shù)改造新建年產(chǎn)5000噸干噴濕紡聚丙烯腈原絲及1800噸高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)化項目。為了完成該項技術(shù)升級工程，神鷹碳纖維在已有的1000噸/年碳纖維生產(chǎn)線基礎(chǔ)上，重點攻克干噴濕紡產(chǎn)業(yè)化技術(shù)難關(guān)，克服多紡位、高紡速、高粘度下的穩(wěn)定紡絲難題，依托原有的聚丙烯腈原液聚合車間、紡絲車間及碳化車間、空分站和水站，又新建原絲生產(chǎn)線和碳化生產(chǎn)線各一條，從而實現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品規(guī)模再升級。

關(guān)鍵性突破鼓舞人心

2013年9月23日，中國紡織工業(yè)聯(lián)合會在江蘇省連云港市組織召開了由中復神鷹碳纖維有限責任公司、連云港鷹游紡機有限責任公司、中國復合材料集團有限公司以及江蘇奧神集團有限責任公司承擔的“干噴濕紡GQ45高性能碳纖維工程化關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研發(fā)”項目技術(shù)成果鑒定會。

由中國工程院院士孫晉良、蔣士成任鑒定委員會正副主任的專家組形成的鑒定意見認為：“干噴濕紡GQ45高性能碳纖維工程化關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研發(fā)”項目在國內(nèi)率先突破了國際先進的干噴濕紡碳纖維制造技術(shù)，開發(fā)出了適用于干噴濕紡的均質(zhì)化聚合系統(tǒng)、低擾度空氣層纖維成型系統(tǒng)以及高速高倍蒸汽牽伸系統(tǒng)。項目在裝備方面自主開發(fā)設(shè)計了快速換熱的全混式60立方米聚合釜、干噴濕紡纖維成型裝備、蒸汽牽伸裝備、全套碳化關(guān)鍵裝備以及高效溶劑回收和廢氣處理系統(tǒng)?；谝陨详P(guān)鍵技術(shù)和裝備基礎(chǔ)，制備出了各項指標均達到國標GQ4522標準的碳纖維產(chǎn)品，并應(yīng)用于多家復合材料制造企業(yè)，反映良好。鑒定委員會一致認定SYT45產(chǎn)品達到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際同類產(chǎn)品先進水平。

據(jù)了解，中復神鷹碳纖維有限公司擁有全套自主研發(fā)的國際主流工藝干噴濕紡SYT45相當于GQ45級的高性能碳纖維原絲生產(chǎn)線和碳化生產(chǎn)線，通過自主創(chuàng)新，他們的干噴濕紡SYT45級碳纖維已經(jīng)正式投入大規(guī)模生產(chǎn)，也使得中復神鷹成為我國唯一實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)干噴濕紡SYT45級碳纖維企業(yè)，也是世界上第三個攻克干噴濕紡工藝難題的企業(yè)。這標志著我國高性能碳纖維生產(chǎn)已經(jīng)能夠在國際舞臺上奪得對話權(quán)。

第8篇：聚丙烯腈纖維范文

闡述了不分散低固相體系PHP-HPAN雙聚泥漿的功用、組成、指標及其工作原理和調(diào)配，以及在河南煤田勘探中的應(yīng)用實例。

關(guān)鍵詞：不分散低固相體系；雙聚泥漿； 河南煤田；工程實例；

中圖分類號：P634.6 文獻標識碼： A

前言

在煤田勘探過程中由于地層復雜，鉆孔深度大，孔內(nèi)事故（如坍塌，掉塊，縮徑，漏失，卡鉆等）比較頻發(fā)，所以對泥漿的要求比較嚴格，既要保證工程質(zhì)量和效率，同時也要降低成本和工人的勞動強度。本文比較全面的介紹的不分散低固相體系的雙聚泥漿的功用，性能指標，優(yōu)點，以及各個組成的工作原理和作用，同時還介紹了泥漿的調(diào)配包括各個組成的用量以及配制方法，還用工程實例證明了雙聚泥漿在河南煤田勘探中顯示出的優(yōu)良性能。

一、鉆井液的功能

定義：鉆井液有稱沖洗液，廣義稱循環(huán)介質(zhì)或鉆井液體，俗稱泥漿，被喻 鉆井的血液。

1、攜帶并懸浮巖屑，這是鉆井液最基本的功用，通過其本身的循環(huán)，將孔底被鉆頭破碎的巖屑攜至地面，保持孔內(nèi)清潔，在接單根，起下鉆或因事故停止循環(huán)時，能將孔內(nèi)的鉆屑懸浮在泥漿中，使鉆屑不會很快下沉，避免沉沙卡鉆等事故發(fā)生。

2、冷卻鉆頭，鉆具。鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎巖層，會產(chǎn)生很多熱量，同時鉆具不斷與孔壁摩擦，也產(chǎn)生熱量。通過泥漿不斷循環(huán)將這些熱量不斷吸收，然后帶到地面釋放到大氣中，從而起到了冷卻鉆頭，鉆具，延長其使用壽命的作用。

3、保護孔壁。井壁穩(wěn)定，井眼規(guī)則是安全，優(yōu)質(zhì)，快速鉆進的基本條件，性能良好的鉆井液具有良好的造壁的作用，在井壁上形成薄而韌的泥餅穩(wěn)固已鉆開的地層并阻止液相侵入地層，減弱泥頁巖水化膨脹和分散的程度。

4、沖洗孔底。鉆井液在鉆頭噴嘴處以極高的速度沖洗孔底，使鉆頭在孔底始終接觸和破碎新地層，避免重復破碎，保證安全，快速鉆進。

鉆具。由于鉆井液的存在使鉆頭，鉆具均在液體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，特別是性能優(yōu)良的鉆井液，將大大降低鉆具摩擦的阻力。

5、平衡地層壓力。在鉆進過程中通過調(diào)節(jié)鉆井液的密度，使液柱壓力能夠平衡地層壓力，防止井塌，井噴，漏失等井下復雜情況的發(fā)生。

二、雙聚泥漿

㈠ 不分散低固相鉆井液

不分散低固相鉆井液是用高分子聚合物處理低粘土含量原漿的產(chǎn)物。“不分散”是指高聚物凝劑能將泥漿中鉆屑和劣質(zhì)粘土絮凝成團，不分散于鉆井液中，“低固相”是指包括粘土和鉆屑的固相含量少，因為它固相含量低，密度小，性能優(yōu)良，也稱“優(yōu)質(zhì)輕泥漿”。

1、不分散低固相鉆井液的優(yōu)點

①鉆井液密度低，固相含量小，有利于發(fā)現(xiàn)油氣層，不易壓死和堵死油層，同時可以提高鉆速。

②性能好，可以減輕鉆具及設(shè)備磨損，并減少卡鉆事故；

由于剪切稀釋能力強，攜帶巖粉能力強，抑制性好使得孔徑規(guī)則，孔內(nèi)事故少；

③粘度低，流動性能好，鉆頭有可能獲得較大的水力功率

④有利于破碎巖石和清洗孔底；對泥頁巖和粘土不起分散作用，可以保持孔壁穩(wěn)定，并且可以防止粘土污染。。

（二） 不分散低固相鉆井液的組成和性能指標

不分散低固相鉆井液一般由淡水、膨潤土和選擇性絮凝劑組成（用選擇性絮凝劑來提高膨潤土原漿的粘度、動切力、并降低濾失量），只在某些特殊情況下才加入一些降濾失劑，但盡量不要使用分散劑因為分散劑不僅削弱聚合物絮凝巖屑（劣質(zhì)粘降低鉆速，因為分散劑的作用是使鉆井液能夠容納更多的巖屑，而不能清降巖屑。

不分散低固相鉆井液的性能指標應(yīng)滿足：

1．鉆井液中總固相含量應(yīng)維持在4%（體積）以下。

2．巖屑和膨潤土的比例應(yīng)不超過2：1;

3．動/塑比值應(yīng)為0.36～0.48。

4．動切力保持在1.5～2.9帕能有效的攜帶巖粉，若超過2.9帕不僅不能提高攜帶巖粉的能力，而且不能發(fā)揮鉆頭水力因素來提高鉆速，同時易產(chǎn)生壓力激動，對在地面清除巖屑也不利。

5．濾失量應(yīng)從孔壁穩(wěn)定和鉆速考慮。

6．PH值應(yīng)控制在7～8.5之間。

7．鉆井液密度小于1.08㎏/L。

（三） 不分散低固相鉆井液的工作原理

1．有機高聚物的絮凝原理

有機高聚物，由于高分子鏈節(jié)上吸附粘土顆粒，并通過“橋聯(lián)”作用聯(lián)結(jié)起來，最后絮凝成團并沉淀，分子量越大的高聚物，絮凝作用越明顯，絮凝作用可分為全絮凝和選擇性絮凝，選擇性絮凝又可分為增強型和非增強型。

2．不分散低固相鉆井液工作原理

如前所述，不分散低固相鉆井液具有絮凝作用和很好的防塌作用，防塌的原理是：長鏈聚合物在泥頁巖表面上發(fā)生多巖吸附后粘附在孔壁的微裂縫上，可以阻止泥頁巖的剝落，同時HPAM或PAN的濃度較高時，在泥頁巖孔壁表面上形成較致密的吸附膜，可以降低液相進入泥頁巖的速度，對泥頁巖水化起到一定的抑制用用，再者，水溶性長鏈高聚物在鉆井液中的濃度達到一定數(shù)值后，鉆井液成為假塑性流體，在層流時，表現(xiàn)粘度隨著剪切速率的增大而降低，高聚物濃度越高，N值越小，動/塑比值越大，剪切稀釋能力越強，流速剖面的平板化程度 也就越大。

三、雙聚泥漿各組成成分的機理與作用

（一）水解聚丙烯腈（代號HPAN）

水解聚丙烯腈是腈?zhèn)悘U絲廢布等經(jīng)堿水解反應(yīng)后的白色粉末產(chǎn)物，密度1.14～1.15g/cm3，平均分子量12.5萬～20萬，其水解反應(yīng)為：

腈基（-CN）和酰胺基（一CONH2）的存在有利于該共聚物在粘土顆粒上的吸附，可與羧鈉基（-COONa）的水化作用相配合，在配制水解聚丙烯腈時，可稍加一點燒堿（聚丙烯腈：燒堿=1～2.5：1）以保留一部分腈基和酰胺基，實踐表明，聚丙烯腈完全水解時其降濾失性能有所下降，用作降濾失劑的水解聚丙烯腈，水解度為60%左右，水解聚丙烯腈除降濾失作用外，還具有好的抗溫（達240～250℃）、抗鹽能力，但抗鈣能力較弱，且有一定的絮凝和抗菌作用，加量一般取0.2%～1%。

（二）水解聚丙烯酰胺（代號PHP或HPAM）

1．水解聚丙烯酰胺是PAM在一定溫度下與一定量的NaOH溶液進行水解反應(yīng)的產(chǎn)物，水解產(chǎn)物是聚丙烯酸鈉和聚丙烯酰胺的共聚物，水解度越大，表示聚丙烯酸鈉含量越大，水溶性也越好，PHP有粉狀和膠狀兩種，水解度一般為5%～3%，主要用作不分散低固相水基鉆井液的絮凝劑，并兼有改善鉆井液流變性能，降低摩阻等效能，水解度30%時，選擇性絮凝效果最好。

2．水解聚丙烯酰胺的防塌機理

部分水解聚丙烯酰胺分子鏈中含有羧鈉基（-COONa）和酰胺基（-CONH2），酰胺基（-CONH2）吸附在孔壁上而羧鈉基（-COONa）的水化，其周圍帶有一定水化半徑的水化膜，在水化膜壓力的作用下，水化后的羧鈉基（-COONa）將使形成致密的吸附膜，當同類分子間的距離較遠時，分子間以吸引力為主，距離較近時，分子間以排斥力為主，部分水解聚丙烯酰胺分子中的羧鈉基（-COONa）在分子力的作用下，產(chǎn)生聚集，使體系成膜的強度大，密實性高，防塌能力比較強，成本低，良好的環(huán)境相容性。

3．鈉羧甲基纖維素（Na-CMC）有低粘、中粘及高粘三種產(chǎn)品，它是一種良好的降濾失劑，同時還具有一定的抗鹽、抗鈣和抗溫能力（抗溫130～140℃），也可作增粘度劑。

4．腐植酸甲，加量3%左右可提高鉆井液的分散度，降低濾失量和稀釋作用。

四、雙聚泥漿的配制

㈠ 鉆井液配制的計算

1、鉆井液的配制的計算

Vr1（r2-r）

W=——————（kg）

r1-r

式中：r1—粘度密度（2.2～2.6）；

r2—所配鉆井液的相對密度；

r—水的密度（淡水為1.0，海水為1.03）；

V—所需鉆井液量（l）

2、配制鉆井液所需水量V1

W

V1=V－——（l）

r1

3、降低鉆井液相對密度所需加水量V1

V（r5-r6）

V1=—————（l）

r6－r

式中：r6—加水稀釋后的鉆井液相對密度

4、鉆井液中所需化學處理的配制與用量

① 無機、有機處理劑用量的計算，無機處理劑加水量一般按干粉量計算，然后配成一定濃度的水溶液，如用純堿或燒堿對粘土進行改性時，應(yīng)按粘土質(zhì)量計算其用量，例如，用6%的純堿處理鈣膨潤土，即每100g鈣膨潤土中應(yīng)加6g純堿。

有機處理劑的加量（如鈉羧甲基纖維素，腐植酸鉀、腐植酸鈉，鐵羥鹽，聚丙烯酰胺等）是按鉆井液體積百分比計算出干粉的用量，有些處理劑（如鈉羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺等）應(yīng)將計算出的干粉用量事先配成一定濃度的水溶液，再加入鉆井液中。

② 鈉羧甲基纖維素配制時將纖維素（棉花花短纖維，甘蔗纖維）置于燒堿液中浸滄，度為堿纖維素后，再經(jīng)氯醋酸酸醚，化可得羧甲基纖維素（CMC）,醚化過程中同時加入燒堿或純堿液，即可得Na-CMC也可直接從市場購買成品。

Na-CMC的兩個重要指標是聚全度（n）各取代度（x，醚化度）它們對產(chǎn)品的水溶性、粘度和降失水效果均有較大影響。

聚全度即分子鏈數(shù)的大小，由于制造時纖維素鏈節(jié)斷裂，使Na-CMC聚合度比原來纖維素的低處理泥漿的Na-CMC的聚合度范圍在200-600（即分子量4.5-13.5萬）之間。聚合度越高，則其水溶液粘度越高，以此來區(qū)分Na-CMC的高、中、低三種粘度的工業(yè)產(chǎn)品，一般以濃度為2%的Na-CMC溶液粘度為標準粘度產(chǎn)品為08-1.2Pa.S以上，中粘度0.3-0.6Pa.S，低粘度為0.01-0.03Pa.S。

取代度是每個環(huán)式葡萄糖鏈節(jié)上的羧甲基的數(shù)目，取代充一般在0.5-0.85之間，它是決定Na-CMC水溶性的主要因素。取代度大于0.5才溶于水，其值越高水溶性越好。

用Na-CMC處理泥漿時加入量要達到0.06%-0.1%以上，淡水泥漿用Na-CMC降失水時，其加入量為泥漿產(chǎn)量的0.5%以下。

現(xiàn)場使用Na- CMC時，最好先配成濃度2-3%的水溶液，隨時用隨時加入。

③ 純堿，純堿易溶于水，在40℃時溶解度最大，水溶液呈強堿性，泥漿中加純堿，可使其中的鈣離子多碳酸鈉中的碳酸根作用于，置換出鈉離子，同進，產(chǎn)生不溶于水的碳酸鈣沉淀，消除了粘土中鈣離子對泥漿的有害作用。此外，在泥漿中加入少量純堿，能使粘土顆粒的濕潤性變好，就是在粘附著的兩個粘土顆粒這間形成薄的水膜，使粘土顆粒分散性好，泥漿中的細粒增多碳酸鈉加量的不同，引起泥漿性能的變化也不同，失水量由大變小再變大，粘度、靜切力由小變大再變水，最后趨于不變，因此，純堿的加入量必須嚴格控制。

5、燒堿

燒堿又叫火堿，苛性鈉，它的化學名稱叫氫氧化鈉，分子式是NaOH，分子量40。

純品為無色透明晶體，工業(yè)固體燒堿量乳白色常溫下相對密度2.0-2.2，能溶于等量的水中，呈強堿性酸堿值12.6，易吸潮，從空氣中吸收二氧化碳，變?yōu)樘妓徕c燒堿濃溶液及固體能侵蝕皮膚和衣物，使用時應(yīng)戴防護眼鏡及膠皮手套，不同漫度下燒堿在水中的溶解度如表3

表3 不同溫度下燒堿在水中的溶解度

從表中可見，即使在常溫下，燒堿的溶解度也是很大的工業(yè)燒堿除固體外，還有液體燒堿，燒堿是調(diào)節(jié)泥漿PH值，最常用的藥劑，同時，也用它來配制單寧酸鈉、腐殖酸鈉及進行水解等用在現(xiàn)場，有時單獨用燒堿液處理泥漿調(diào)節(jié)PH值。

粘土：水：純堿：HPAN：HPAM=1：20：0.06:0.1:0.1-0.2用上述配方處理的泥漿，其性能為，相對密度1.06，失水量8.5ml/30min，膠體率100%，PH值7.5-8調(diào)節(jié)粘度時利用Na-CMC增粘同時降失水，利用腐殖酸鉀來防塌、降粘、降濾失，根據(jù)情況的需要調(diào)節(jié)用量。

㈡ 鉆場制造泥漿的方法

在普查找礦，鉆機分散，單機作業(yè)的情況，鉆機要自行攪拌泥漿，下面介紹兩種鉆機攪拌泥漿的簡便方法

1、水泵噴射攪拌法

攪拌方法是，將一特制噴頭接在水泵安全水門的乏水管的出口一端，放入容積2-3m3的鐵水箱或泥漿坑中，水箱內(nèi)的粘土事先搗碎，有條件的地區(qū)最好加工成粘土粉，用水在箱（坑）內(nèi)浸泡2-4h，然后把水龍頭放入水箱內(nèi)，開動水泵，噴頭也放在水箱里，即可噴射，噴頭插入水內(nèi)不得超過粘土面防止堵塞，這種方法是借噴頭在水內(nèi)產(chǎn)生的急劇渦流，使粘土振動循環(huán)，使粘土顆粒更好地分散，如此往返循環(huán)1-1.5h后，測量其性能，若合乎標準，即可放放泥漿坑內(nèi)，再攪拌第二箱，此種方法簡單方便，很適合現(xiàn)場。

2、 臥式攪拌機

水加噴射或人工攪拌泥漿，在春、夏、秋三季使用較為方便，冬季，特別是北方冬季時間長，應(yīng)以攪拌機在場房內(nèi)攪拌為宜，如果夏季多雨，也應(yīng)采用這種方法。

五、工程實例

㈠ 工程概況

河南省平頂山煤田賈寨—王樓勘探項目是河南省國土資源廳下發(fā)、河南煤田地質(zhì)局四隊中標并鉆探施工的項目，本次鉆探的目的是獲取目標煤層的煤質(zhì)、埋深及瓦斯含量，和煤層實際厚度及其頂?shù)装鍘r石力學性質(zhì)。該鉆孔設(shè)計深度1250米，實際終孔深度1436.94米。

㈡ 地層情況

該鉆孔自上而下鉆進所遇地層有：

第四系（Q）：厚度0～180m，分上中下三段，褐色粘土，松軟，夾有礫石，礫石以火成巖、石英為主，分選差，滾園度好；中段，灰綠色、褐色粘土、砂質(zhì)粘土具可塑性，夾礫石，礫石成分復雜，有火成巖、石英巖、平頂山砂巖及金斗山砂巖，分選差，滾園度中等；下段棕紅色，灰綠色，粘土、砂質(zhì)粘土，致密，可塑性強，含鈣質(zhì)結(jié)核，粘土夾礫石，礫石以石英砂巖為主。

和尚溝組（T1h）：厚度240m，鮮紅、暗紫色砂質(zhì)泥碉、泥巖，粉砂巖為主，夾暗紫紅色中、細粒石英砂巖，主要成分以石英、長石、巖屑、云母為主，泥質(zhì)膠結(jié)，含鈣質(zhì)結(jié)核及具交錯層理，局部破碎。

劉家溝組（T1l）：厚度220m，紫紅色細～中粒砂巖，厚層狀，成分以石英為主，分選較好，鐵硅質(zhì)膠結(jié)，致密堅硬，具紅色鐵質(zhì)斑點，具交錯層理，夾砂質(zhì)泥巖（俗 稱金斗山砂巖）。

石千峰組（P2sh）：厚度320m，灰白色，厚層狀，中粗粒砂巖，成分以石英為主，次為長石、巖屑，分選差，次棱角狀，局部含石英、燧石礫，硅質(zhì)膠結(jié)，具大型板狀交錯層理，下部夾綠灰色或紫紅色砂質(zhì)泥巖薄層（俗稱平頂山砂巖）。

上石盒子組（P2s）：平均厚度190m，為本區(qū)含煤地層，分九煤段、八煤段、七煤段，灰～深灰色，泥巖、砂質(zhì)泥巖，含植物化石碎片，夾灰綠色細砂巖或粉砂巖，或相變?yōu)榫G灰色泥巖，含紫斑、暗斑及鮞粒，其中砂巖成分以石英為主，次為長石，含較多菱鐵質(zhì)顆粒，泥硅質(zhì)膠結(jié)，夾泥質(zhì)條帶，具交錯層理，少量層面含碳質(zhì)及大片云母片。

下石盒子組（P1x）：平均厚度395米，為本區(qū)含煤地層，地層情況與上石盒子組相似，分六、五、四、三煤段。

山西組（P1s）：平均厚度90米，分小紫泥巖段、香炭砂巖段、大占砂巖段，二1煤段，綠灰色～灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖，含植物化石，紫斑、暗斑及菱鐵質(zhì)鮞粒，頂部含動物化石。二1煤層較穩(wěn)定，局部含夾矸，夾矸為炭質(zhì)泥巖，砂巖成分以石英為主，次為長石、云母、巖屑，分選中等，次園狀，泥硅質(zhì)膠結(jié)，具波狀及交錯層理，層面含碳質(zhì)及云母片，硅質(zhì)膠結(jié)，少量含泥質(zhì)包體。

太原組（C3t）：平均厚度80m，分上部灰?guī)r段、中部砂泥巖段，下部灰?guī)r段，中下部為淺灰色砂質(zhì)泥巖，含鋁土質(zhì)及鮞粒，上部為深灰色石灰?guī)r，含腕足、瓣鰓類化石，局部含煤層，灰色石灰?guī)r，顯晶質(zhì)，常含燧石結(jié)核，局部變?yōu)榛疑百|(zhì)泥巖。

㈢ 鉆探工程技術(shù)要求及該鉆孔施工難題

1、巖煤層要求

① 第三系以上地層采取率不做要求。

② 見煤地層取芯率要求：

二疊系含煤地層≥70%；石炭系地層≥50%；斷層破碎帶≥40%；煤層其厚度達到0.7m時均參加驗收，煤芯采取率要求長度采取率≥75%；重量采取率≥60%，并做到不污染、不燒結(jié)，不混入雜物。

③ 孔深檢查，見基巖驗收煤層，前后10米內(nèi)每100米和終孔需丈量鉆具，進行孔深檢查，若丈量誤差大于0.15%，要進行二次丈量，合理平差。

④ 各項原始記錄應(yīng)按統(tǒng)一規(guī)定的格式內(nèi)容認真填寫。

⑤ 對所采取的巖芯做到不顛倒，不丟失，準確地丈量和蔗，并清潔干凈按順序擺放，妥善保管。

⑥ 鉆孔終孔層位必須取芯證實。

⑦ 未盡事宜按照《煤田勘探鉆孔工程質(zhì)量標準》及有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。詳見表2《鉆探煤層質(zhì)量標準》。

2、含水層情況及設(shè)計要求

① 簡易水文觀測，見基巖開始進行消耗量觀測和回次水位觀測，觀測次數(shù)應(yīng)達到應(yīng)測次數(shù)的80%。

② 泥漿消耗量觀測為每正常鉆進每小時觀測一次，當沖洗液漏失時每三十分鐘觀測一次。

③ 每提鉆后和下鉆前各觀測水位一次，如遇鉆孔涌水、漏水，經(jīng)地質(zhì)主管部門同意后可堵漏并做詳細記錄。詳見表3《全孔鉆探工程質(zhì)量標準》。

3、技術(shù)要求

① 鉆塔、鉆機、柴油機、水泵等設(shè)備安裝要求周正、水平、牢固。、

② 鉆塔安裝要求繃繩、避雷針。

③ 用大口徑鉆穿第四系、第三系時，下入168mm套管后，換φ110mm、φ91mm終孔，并盡可能一徑到底。

④ 三班壓力一致，使用鉆鋌要合理，鉆鋌的重量應(yīng)不小于孔底壓力的30%，正常鉆進時，使用巖芯管不能短于4米，防止鉆孔打斜。

⑤ 嚴格執(zhí)行安全操作規(guī)程，嚴禁違章作業(yè)，確保人身安全。

⑥ 進入煤系地層要認真看車，變軟要起鉆，反對試試看，防止將煤打丟

4、鉆進中遇到的難題

① 由于鉆孔深度大，地層復雜，而不同的地層對鉆井液的要求又不盡相同。上部粘土，松散地層容易建造成孔壁坍塌，掉塊而且一般粘土層都易造漿使鉆井液的密度和粘度升高，所以要求入井鉆井液的粘度盡量低些，同時又要防塌效果好。

② 砂巖砂粒易侵入鉆井液的密度和粘度升高，所以要求井鉆鉆井液具有較低的密度、粘度和適當高的切力，并應(yīng)采用一些防塌性能較好的鉆井液，并嚴格控制鉆井液的含砂量。

③ 礫巖礫巖膠結(jié)性極差，必要采用防塌效果較好的鉆井液

④ 進入煤系地層，泥巖遇水膨脹，容易造成縮徑坍塌，砂巖含硅泥質(zhì)膠佳，夾泥質(zhì)條帶，具交錯層理，裂隙比較發(fā)育，所以要求鉆井液的降低濾失量，防塌、防卡，改善造壁性能

⑤ 其它的問題如動切力的調(diào)整，流變性能調(diào)節(jié)等以上的問題，要求泥漿同時滿足各個地層情況的要求。

六、問題的解決

通實踐和參考前輩的經(jīng)驗，本孔選用了PHP-HPAN雙聚泥漿同時采用了大沉淀坑和長循環(huán)槽的凈化方式，增強了雙聚泥漿的使用效果。

各個地層對泥漿性能的要求見下表

根據(jù)地層的要求，調(diào)節(jié)配方中各化學成份的用量，加入時，在孔口徐徐加入，用人工攪拌或水泵循環(huán)。

雙聚泥漿的使用，解決了固相含量高，相對密度大，深孔作業(yè)出現(xiàn)的不少問題（如坍塌，縮徑，漏失，卡鉆等）使鉆探效率提高10%以上，而且還大大減少了孔內(nèi)事故，降低了成本，使P9-1 孔順利的完成了勘探任務(wù)。

結(jié)語

煤系地層，特別是含有泥巖，炭質(zhì)泥巖的煤系地層，以及裂隙發(fā)育、破碎的砂巖層和其它遇水膨脹、水化分散，自然造漿能力較強的地層，使用雙聚泥漿，使泥漿性能穩(wěn)定抑制粘土膨脹，水化分散，降低了固相含量，失水量。大大的減少了坍塌掉塊，粘鉆，卡鉆等孔內(nèi)事故的發(fā)生，取得了良好的效果。

參考文獻

韓廣德等著《中國煤炭工業(yè)鉆探工程學》煤炭工業(yè)出版社：2000年

趙運興等編《煤田鉆探技術(shù)手冊》修訂本 煤炭工業(yè)出版社：1986年

鄢泰寧主編《巖土鉆掘工程學》中國地質(zhì)大學出版社：2001.8

第9篇：聚丙烯腈纖維范文

關(guān)鍵詞：聚丙烯纖維；混凝土；抗裂性；經(jīng)濟性

中圖分類號：TB3文獻標識碼：A

混凝土中摻加聚丙烯纖維，可大大提高其抗腐蝕性、抗裂性、抗?jié)B性、抗沖擊性，摻加了聚丙烯纖維的混凝土，可用于一般工業(yè)與民用建筑剛性自防水、大體積混凝土的防裂，也可用于路面、橋面等易開裂的薄板混凝土結(jié)構(gòu)?；炷林袚郊泳郾├w維，摻加量小、成本低、操作簡便但效果明顯，因而在工程建設(shè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

一、概述

聚丙烯纖維是一種新型的混凝土纖維，被建筑工程界稱為混凝土的“次要增強筋”，它是一種經(jīng)特殊工藝進行紡絲、切斷、親水處理后生產(chǎn)的高強度束狀單絲纖維，加入混凝土或砂漿中后，可起到有效控制混凝土因固塑性收縮、干縮、溫度變化等引起的微裂縫，防止或抑止裂縫形成及發(fā)展，大大改善混凝土防裂、抗?jié)B、抗沖擊能力等作用。

二、聚丙烯纖維的作用機理

聚丙烯纖維化學性質(zhì)穩(wěn)定，它主要通過改變混凝土的物理力學性能來達到改變混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的效果。聚丙烯纖維本身與混凝土骨料、水泥、外加劑不會發(fā)生任何沖突，與混凝土有良好的親和性，可以迅速而輕易地與混凝土材料混合，而且它在混凝土中的分布極其均勻，在電子顯微鏡下觀察，每立方厘米混凝土內(nèi)的纖維絲可達到20多條。由于聚丙烯纖維同水泥基體有緊密的結(jié)合力，能在混凝土中形成一種均勻的亂向支持體系，所以它摻入混凝土能產(chǎn)生有效的三維加強效果，就像在混凝土中加入了大量的微小細筋，同時它的效果又遠遠比加強鋼筋的效果明顯。聚丙烯纖維在混凝土中的亂向分布有助于減弱混凝土的塑性收縮，它使收縮能量被分散到混凝土中具有高強度低彈性模量的纖維上，使纖維吸收部分能量，從而極大地提高了混凝土的韌性，抑制了微細裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。同時，由無數(shù)根纖維在混凝土內(nèi)部形成的支撐體系，可以有效地防止混凝土骨料的離析，保證混凝土早期泌水性的均勻，從而防止了沉降裂紋的形成。工程實踐也表明，加入聚丙烯纖維，是控制混凝土塑性收縮、干

裂等非結(jié)構(gòu)性裂縫的有效手段。

三、混凝土中添加聚丙烯纖維的作用效果

（一）保證混凝土的均質(zhì)性。混凝土在澆灌后，通常都會發(fā)生離析現(xiàn)象，即比重較大的骨料下沉與水泥砂漿有所分離，同時混凝土表面出現(xiàn)析水，并因此降低了混凝土的均質(zhì)性，使混凝土上、下部位的性能出現(xiàn)差異，嚴重時還會使混凝土出現(xiàn)裂縫。而在混凝土中摻加適量聚丙烯纖維后，均勻分布于混凝土中的纖維，可以起到承托作用并阻止上述離析現(xiàn)象的發(fā)生，從而保證了混凝土的均質(zhì)性。

（二）提高混凝土的抗裂性。塑性狀態(tài)的混凝土強度極低，而剛澆灌后的混凝土，常會因氣候干燥或刮風等原因?qū)е禄炷帘砻媸^大，使混凝土發(fā)生塑性收縮而出現(xiàn)裂縫。硬化的混凝土由于存在干燥收縮、溫度收縮及碳化收縮，內(nèi)部會產(chǎn)生各種收縮應(yīng)力（拉應(yīng)力），當混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就會產(chǎn)生大量裂縫。而聚丙烯纖維加入混凝土后，就有大量的單絲纖維均勻地分布于混凝土中，并在混凝土內(nèi)部構(gòu)成了均勻的亂向支撐體系，從而使收縮變形引起的微裂縫，在產(chǎn)生過程中遭遇到纖維的阻擋，能量被消耗后微裂縫就難以進一步發(fā)展。

（三）提高混凝土的抗?jié)B性。摻入聚丙烯纖維可大幅度提高水泥基材的抗?jié)B性，這也要歸功于均勻分布在混凝土基材中的數(shù)以千萬計的細纖維。摻加纖維的混凝土基材，在限制收縮的條件下，因失水干縮而引發(fā)裂縫，但由于纖維存在阻裂作用，從而顯著減少了初始裂縫的數(shù)量，有效地抑制了裂縫的寬度和長度，從而大大降低了生成連通裂縫的可能性。測試表明：0.1體積摻量的纖維混凝土比普通混凝土抗?jié)B能力提高100%以上。

（四）提高混凝土的抗凍融性。摻入少量短切聚丙烯纖維的混凝土，其抗凍融性會大大提高。按混凝土抗凍試驗法，經(jīng)25次反復凍融，混凝土不會發(fā)生分層與龜裂現(xiàn)象。其原因就在于：纖維在混凝土材料內(nèi)部各方向上的隨機均勻分布，對材料整體產(chǎn)生微加筋作用，緩解了溫度變化引起的混凝土內(nèi)部應(yīng)力作用，阻止了溫度裂縫的擴展；同時，聚丙烯纖維混凝土抗?jié)B能力的提高，也有利于其抗凍能力的提高。

（五）提高混凝土的耐火性和遇火時的安全性?；炷潦軣岜训倪^程，就是混凝土中的水分從混凝土內(nèi)部逸出的過程。隨著溫度的不斷升高，混凝土強度損失的速率隨之增加，溫度達到600℃時，混凝土的強度會損失50%，達到800℃時，強度損失80%左右。高強度混凝土，由于密實度高、孔隙率低，蒸發(fā)通道不暢，水分能盡快逸出，從而會產(chǎn)生幾乎達到飽和蒸汽壓的過高蒸汽分壓，由于蒸汽分壓遠遠超過了混凝土抗拉強度，最終必然導致混凝土不能抵御內(nèi)部壓力而爆裂。但高性能混凝土加入聚丙烯纖維后，情況會發(fā)生變化。當溫度為180℃，混凝土還處于自蒸階段時，結(jié)構(gòu)的內(nèi)部壓力還不是很大，同時由于聚丙烯纖維的熔點極低（杜拉纖維的熔點為165℃），它在較低的溫度下就會熔化，而且熔化后的液態(tài)體積遠小于其為固態(tài)時所占的空間，于是聚丙烯纖維熔化后會形成眾多小孔隙，而且由于聚丙烯纖維分散均勻性，纖維細小、量多，從而使得混凝土內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，孔隙的連通性加強，為混凝土內(nèi)部水分的分解蒸發(fā)提供了方便通道，也就降低了由于水分蒸發(fā)所形成的氣壓，使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部壓力大降低，從而防止了爆裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。