专利名称：一种聚丙烯腈原丝及其生产设备聚合反应釜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纺织工业的原料，具体的说是一种聚丙烯腈原丝，本发明还涉及 其生产设备聚合反应釜。
背景技术：
PAN原丝最传统也是目前最常用的聚合方法是溶液聚合，主要原料为丙烯腈 (AN)、丙烯酸甲酯(MA)、衣康酸(IA)，溶剂为二甲基亚砜(DMSO)，引发剂的不同及各原料 浓度和配比对聚合反应影响很大，主要表现在转化率、平均分子量、反应时间以及纺丝性能 等，为此人们做了很多研究与试验，但仍然没有一个理想的结果；而在生产设备尤其是反 应釜，目前反应釜容积一般在2-3m3，要想扩大生产规模稳定产品质量则必须扩大反应釜的 容积，然而随着反应釜容积的增大，就会有很多问题，常见的有搅拌不均勻、结焦、转化率降 低、反应不稳定、热传导不良引起的暴聚等，而在小容积反应釜上同样存在这样的问题。
发明内容
针对上述存在问题，本发明提供一种聚丙烯腈原丝及其生产设备聚合反应釜，通 过配方的改变和生产设备的改良，用以提高产品的综合性能，同时使其适于大批量生产。为了达到以上目的，本发明采取以下技术方案，一种聚丙烯腈原丝，其配方组成主 要包括单体AN、MA、IA，溶剂DMSO和引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，其特征在于所述各组成成 份的重量百分比为以单体AN、MA、IA三者的混合液为1，所述DMSO含量为30-50%，所述 AIBN 含量为 6. 5-9. 5%。如上所述的一种聚丙烯腈原丝的生产设备聚合反应釜，包括釜体和釜盖，釜体与 釜盖通过法兰连接，釜体内有搅拌器，釜盖上有进液口和出液口，其特征在于所述搅拌器 为螺带搅拌器，所述螺带搅拌器有两个或两个以上。由于本发明采取了以上技术方案，具有以下优点采用了本发明的聚丙烯腈原丝 生产配方后，转化率达98.5%，得到了显著提高，并且易于脱单脱泡，纺丝时容易得到结构 致密的纤维，对于提高最终所得纤维的软科学性能有利；采用本发明的聚丙烯腈原丝生产 设备聚合反应釜后，能有效解决聚丙烯腈原丝生产中搅拌不均勻、易结焦、转化率低、反应 不稳定、防暴聚等问题。
图1为本发明生产设备聚合反应釜的结构示意图1、釜体2、釜盖3、法兰4、螺带搅拌器5、进液口 6、出液口 7、刮刀8、外循环管9、下 出液口 10、冷却水夹套
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例一一种聚丙烯腈原丝，其配方组成主要包括单体丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸，溶剂 二甲基亚砜和引发剂偶氮二异丁腈，各组成成份的重量百分比为以丙烯腈、丙烯酸甲酯和 衣康酸三者的混合液为1，二甲基亚砜含量为30%，所述偶氮二异丁腈为6. 5%。实施例二同实施例一的一种聚丙烯腈原丝，其不同之处在于所述各组成成份的重量百分比 为以丙烯腈、丙烯酸甲酯和衣康酸三者的混合液为1，二甲基亚砜含量为40%，所述偶氮 二异丁腈为8.0%。实施例三同实施例一的一种聚丙烯腈原丝，其不同之处在于所述各组成成份的重量百分比 为以丙烯腈、丙烯酸甲酯和衣康酸三者的混合液为1，二甲基亚砜含量为50%，所述偶氮 二异丁腈为9.5%。实施例四同实施例一的一种聚丙烯腈原丝，其不同之处在于所述丙烯腈、丙烯酸甲酯和衣 康酸三者的混合液中丙烯腈、丙烯酸甲酯和衣康酸的质量百分比含量为丙烯腈丙烯酸甲 酯衣康酸=93.5 2.0 4.5。实施例五同实施例一的一种聚丙烯腈原丝，其不同之处在于所述丙烯腈、丙烯酸甲酯和衣 康酸三者的混合液中丙烯腈、丙烯酸甲酯和衣康酸的质量百分比含量为丙烯腈丙烯酸甲 酯衣康酸=95 1.5 3. 5。实施例六同实施例一的一种聚丙烯腈原丝，其不同之处在于所述丙烯腈、丙烯酸甲酯和衣 康酸三者的混合液中丙烯腈、丙烯酸甲酯和衣康酸的质量百分比含量为丙烯腈丙烯酸甲 酯衣康酸=97 10 2.0。实施例七一种聚丙烯腈原丝生产设备聚合反应釜，用于生产上述实施例中的聚丙烯腈原 丝，如图1所示，包括釜体1和釜盖2，釜体1与釜盖2通过法兰3连接，釜体1内有螺带搅 拌器2 (有两个或两个以上)，螺带搅拌器2满釜设计，釜盖2上有进液口 5和出液口 6，由于 采用的是双螺带搅拌器，相比叶片搅拌器搅拌更均勻，而且由于是双螺带，可以使螺带动作 先后，形成波峰与波谷的交替，再加上两个螺带的半径不等，可以在搅拌的时候产生混流， 从而使溶液搅拌混合效果进一步的增强。采用本发明的聚丙烯腈原丝生产配方，再采用本发明的反应釜，其总反应的转化 率可达97. 5 98. 5%，常规只有95% ；同时还能有效解决聚丙烯腈原丝生产中搅拌不均 勻、易结焦、转化率低、反应不稳定等问题，从而便于产业化生产。实施例八同实施例七的一种聚丙烯腈原丝生产设备聚合反应釜，其不同之处在于所述螺 带搅拌器2的螺带上有刮刀7，刮刀7上设有胀力控制装置，刮刀7为反向刮刀。实施例九 同实施例七的一种聚丙烯腈原丝生产设备聚合反应釜，其不同之处在于所述釜体外设有外循环管8，釜体内的聚合液由下出液口 9经外循环管8再回到釜体内，如此形成 了釜外循环，从而可以带走热量。实施例十同实施例七的一种聚丙烯腈原丝生产设备聚合反应釜，其不同之处在于所述釜 体1外有冷却水夹套10，内有冷却水，实现恒温夹套和内温-夹套温差控制，提高控制精度， 杜绝因温度失控而产生的意外事故或工艺参数的波动影响反应效果
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形 成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
权利要求
1.一种聚丙烯腈原丝，其配方组成主要包括单体丙烯腈、丙烯酸甲酯、衣康酸，溶剂二 甲基亚砜和引发剂偶氮二异丁腈，其特征在于所述各组成成份的重量百分比为以丙烯腈、 丙烯酸甲酯和衣康酸三者的混合液为1，所述二甲基亚砜含量为30-50%，所述偶氮二异丁 腈为 6. 5-9. 5%。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯腈原丝，其特征在于所述丙烯腈、丙烯酸甲酯和 衣康酸三者的混合液中丙烯腈、丙烯酸甲酯和衣康酸的质量百分比含量为丙烯腈丙烯酸 甲酯衣康酸=93. 5-97 1.0-2.0 2.0-4.5。
3.一种聚丙烯腈原丝生产设备聚合反应釜，用于生产权利要求1或2的聚丙烯腈原丝， 包括釜体和釜盖，釜体与釜盖通过法兰连接，釜体内有搅拌器，釜盖上有进液口和出液口， 其特征在于所述搅拌器为螺带搅拌器，所述螺带搅拌器有两个或两个以上。
4.根据权利要求3所述的一种聚丙烯腈原丝生产设备聚合反应釜，其特征在于所述 螺带搅拌器满釜设计。
5.根据权利要求4所述的一种聚丙烯腈原丝生产设备聚合反应釜，其特征在于所述 螺带搅拌器的螺带上有刮刀。
6.根据权利要求5所述的一种聚丙烯腈原丝生产设备聚合反应釜，其特征在于所述 刮刀上设有张力控制装置，刮刀为反向刮刀。
7.根据权利要求6所述的一种聚丙烯腈原丝生产设备聚合反应釜，其特征在于所述 釜体外设有外循环管。
8.根据权利要求7所述的一种聚丙烯腈原丝生产设备聚合反应釜，其特征在于所述 螺带搅拌器的螺带半径不等。
9.根据权利要求8所述的一种聚丙烯腈原丝生产设备聚合反应釜，其特征在于所述 釜体外有冷却水夹套。
全文摘要
本发明涉及一种聚丙烯腈原丝及其生产设备聚合反应釜，聚丙烯腈原丝的配方组成主要包括单体AN、MA、IA，溶剂为DMSO和引发剂偶氮二异丁腈，各组成成份的重量百分比为以AN、MA、IA三者的混合液为1，DMSO含量为30-50％，AIBN含量为6.5-9.5％。本发明聚丙烯腈原丝的生产设备反应釜包括釜体和釜盖，釜体与釜盖通过法兰连接，釜体内有搅拌器，釜盖上有进液口和出液口，所述搅拌器为螺带搅拌器，所述螺带搅拌器有两个或两个以上。本发明具有以下优点转化率显著提高，并且易于脱单，纺丝时容易得到结构致密的纤维，对于提高最终所得纤维的软科学性能有利；能有效解决聚丙烯腈原丝生产中搅拌不均匀、易结焦、转化率低、反应不稳定等问题。
文档编号C08F2/01GK102041575SQ200910233640
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月26日 优先权日2009年10月26日
发明者刘倬, 朱柔钢, 毛洪堂, 裴福沪, 邬静军 申请人:江苏恒神纤维材料有限公司