腈纶为聚丙烯腈（polyacrylonitrile，PAN）纤维的商品名，其性能与天然羊毛极为相似，故又有人造羊毛之称。腈纶弹性较好，伸长20%时的回弹性仍可保持65%左右，蓬松卷曲且柔软顺滑，保暖性比羊毛高15%以上，只是防静电性能不如天然羊毛。因此，在实际的民用使用过程中，腈纶往往与羊毛进行混纺，制成毛线。然后，再进一步织成毛毯、毛衣、地毯等制品。

图片来源：Pexels 

PAN在国外也称Creslan-61，是一种具有线型结构的半结晶性有机大分子树脂。虽然PAN具有线型分子结构，理论上应该表现出一定的热塑加工性能。但实际加工过程中发现PAN侧链上极性基团—CN的存在致使PAN的热塑加工温度超过其热分解温度，即均聚PAN不具备热塑加工性能。所以，几乎所有的商品PAN均为丙烯腈与其他单体（如苯乙烯、丙烯酸酯等）的共聚物。而且这些共聚物在超滤膜、中空纤维、织物纤维等领域得到巨大应用。

此外，在军事领域，高分子量的PAN纤维（Mn≥70000）也是制备高性能碳纤维的前驱体。因为，PAN纤维经230℃左右的高温氧化后可获得氧化PAN纤维，此类纤维再在1000℃及惰性气体中碳化处理后即可获得在航空航天飞行器、导弹、火箭发动机等军事领域有着广泛用途的高性能碳纤维材料。

1930年，德国IG Farben公司的汉斯（Hans Fikentscher）和克劳斯（Claus Heuck）博士在菲肯切尔（Fikentscher）成功合成出了PAN。但研究人员发现，所得到的PAN不能熔融热塑加工，也不能溶于常见溶剂。于是，就像公司早期发现的聚四氟乙烯一样被当成垃圾丢弃了。直到1931年，化学家瑞恩（Herbert Rein），同时也是IG Farben公司在比特费尔德（Bitterfeld）工厂的研发主管，从菲肯切尔工厂获得了一些PAN样品。带回去研究后发现，PAN可以很好地溶解于氯化苄基吡啶盐离子液体中。经过研究小组的不断努力与探索，进一步的研究发现，PAN更易溶解于N，N-二甲基甲酰胺（DMF）中，于是成功地开发出了PAN的溶液纺丝及成膜技术。但由于战争的原因，PAN并没有在德国得到工业化应用。而是到了1946年，由美国杜邦公司参照德国专利量产，商品名为“Orlon”。

图片来源：Pexels 

本文摘编自《奥妙化学》编委会编《奥妙化学》一书，内容有删节。标题为编者所加。图片来自网络。

《奥妙化学》

《奥妙化学》编委会编

北京: 科学出版社，2018.6

ISBN 978-7-03-057346-9

责任编辑：张  析

云南大学化学科学与工程学院•药学院和自然资源药物化学教育部重点实验室的多位一线教师在长期教学科研实践的基础上，汲取国内外同类教材和书籍的特点，以“有趣的化学，有用的分子”为主线，从化学分子的角度，感悟化学的真谛，并编写成一本综合性的化学通识素质教育教材。全书主要包括天然产物、药物、食品、新能源、高分子材料、毒物、日用保健品和化学品等领域的代表分子共七部分内容，49个分子的相关知识，旨在通过对社会发展和人们生活产生重要影响的分子的精彩介绍，以纵横捭阖的风格，揭开化学的神秘面纱，展现化学知识、化学的奥妙和魅力。

本书可供化学爱好者和其他专业人员作为扩充化学知识阅读，也可供从事化学研究和相关工作的人员扩充专业背景知识参考。

(本期编辑：王芳)

一起阅读科学!

科学出版社│微信ID：sciencepress-cspm

专业品质  学术价值

原创好读  科学品味