Конспект лекций для студентов специальности 1-50 01 01 «Производство текстильных материалов»

2.2.5 Производство полиакрилонитрильного волокна
 
Полиакрилонитрильное волокно (ПАН) относится к группе карбоцепных 
волокон. Карбоцепными называют волокна, получаемые на основе полимеров, 
основная цепь которых состоит только из атомов углерода: 
Одним из основных видов сырья для получения ПАН волокон является 
акрилонитрил. Акрилонитрил представляет собой бесцветную жидкость, кипя-
щую при температуре 78,5 °С и замерзающую при температуре – 83,5 °С. В во-
де акрилонитрил растворим ограничено. В настоящее время большинство ПАН 
волокон получают не из чистого акрилонитрила, а из сополимеров акрилонит-
рила с другими мономерами. Наиболее распространенными сомономерами яв-
ляются метилакрилат, винилацетат и итаконовая кислота.
Наиболее распространенным промышленным способом получения ПАН 
волокон является водно
-
суспензионная полимеризация акрилонитрила, которая 
может осуществляться как по периодической, так и по непрерывной схеме. 
Прядильные растворы для производства ПАН волокна могут быть получены 
двумя способами: непосредственной полимеризацией акрилонитрила в раство-
рителе с одновременным получением прядильного раствора и растворением го-
тового полимера в растворителе. 
Технологический процесс производства ПАН волокон по непрерывному 
способу (рисунок 2.8) состоит из следующих стадий: приготовление растворов, 
полимеризация акрилонитрила, демономеризация суспензии и конденсация ак-
рилонитрила, фильтрация, промывка и сушка полимера. Полимеризация акри-
лонитрила происходит в реакторе непрерывного действия в водной среде. 
Для получения ПАН волокон применяется как сухой, так и мокрый спо-
соб формования. Сухой способ формования проводится в токе горячего возду-
ха. Высоковязкие 28–30 % растворы ПАН в диметилформамиде продавливают-
ся через фильеру в шахту. Высота прядильных шахт 6–12 м, их стенки обогре-
ваются. Снизу в шахту подается горячий воздух. Выходящая из шахты нить 
подвергается последующей 5–8
-
кратной вытяжке, а затем промывается, сушит-
ся, отделывается, гофрируется и упаковывается. Недостатком сухого способа 
формования является невозможность применения фильер с большим числом 
отверстий и необходимость проведения процесса при высоких температурах 
вследствие высокой температуры кипения диметилформамида (153 °С). 
Наиболее распространен мокрый способ формования ПАН волокон. Это 
связано с тем, что большее количество ПАН волокон производится в виде шта-
пельного волокна. В этом случае можно применять фильеры с большим числом 
отверстий (до нескольких сотен тысяч), что компенсирует недостаток мокрого 
способа – низкую скорость формования. 
47 
Витебск
ий
государственный
технологическ
ий
университет

---

Рисунок 2.8 – Схема технологического процесса производства
полиакрилонитрильного волокна 
На заводе «Нафтан» ОАО «Полимир» (Новополоцк) для производства 
ПАН волокон в настоящее время в качестве раствора применяют диметилфор-
мамид (ДМФ). Соответственно, получаемое волокно имеет марку «Нитрон–Д». 
Прядильный раствор ПАН в диметилформамиде поступает по коллектору 
формовочной машины и насосом продавливается через фильеру в осадитель-
ную ванну, содержащую 50–70 %
-
й водный раствор ДМФ при температуре
10–11 °С. Длина пути нити в ванне составляет 200–600 мм. 
Свежесформованный жгут из осадительной ванны направляется в первую 
вытяжную ванну, температура которой составляет 50 °С. Здесь жгут подогрева-
ется и вытягивается на 50 %. Вторая вытяжка осуществляется в паровой шахте 
в среде острого пара. Затем жгут обрабатывается паром при атмосферном дав-
лении. В паровой камере вытяжка 4–5
-
кратная. 
48 
Витебск
ий
государственный
технологическ
ий
университет

---

Сформованный и вытянутый жгут поступает в промывную ванну. Про-
мывка волокна производится обессоленной водой при температуре 
10
°С. По-
сле промывки жгут в случае необходимости пропускается через ванну для не-
прерывного крашения жгута. Погружаясь в ванну с раствором красителя, жгут 
поглощает краситель из раствора. Для фиксации красителя на жгуте последний 
проходит по воздуху путь около 6 м. Избыток красителя смывается обессолен-
ной водой, и отжатый жгут после отжимных валов поступает в замасливающую 
ванну. Замасливание производится раствором смеси различных препаратов при 
температуре 25 °С. После замасливания (нанесения авиважа) волокно сушится 
в сушильном аппарате барабанного типа. Сушильный аппарат имеет 24 сетча-
тых барабана. Жгут проходит в аппарате без натяжения, поэтому в процессе 
сушки волокно усаживается. Величина усадки при сушке до 25 %. Высушен-
ный жгут проходит аппарат для нанесения антистатического препарата. Далее 
общий жгут разделяют на четыре жгута, которые подвергаются термостабили-
зации в аппарате на плитах с электрообогревом, температура плит термофикса-
ции 180–200 °С. Усадка волокна после термофиксации 4–10 %. Цель данной 
операции – увеличить устойчивость волокна к тепловым обработкам и равно-
мерность жгута по физико–механическим свойствам. После стабилизации во-
локно гофрируется на гофрирующей машине.
Если предусматривается выпуск волокна в виде жгута, то он упаковыва-
ется в коробки. Если необходимо выпускать волокно, то жгут транспортируется 
в отделение резки, где режется на резальных машинах и на прессе упаковывает-
ся в кипы. Длина резки 36–130 мм. 
Кроме безусадочного волокна, получаемого описанным выше способом, 
можно вырабатывать жгут для получения высокообъемной пряжи. Для этой це-
ли волокно после стабилизации подвергается вытягиванию на 10–20 % на спе-
циальном аппарате при температуре 100–170 °С.