聚丙烯腈

聚丙烯腈（英文：Polyacrylonitrile，PAN）是由單體的丙烯腈經過自由基聚合反應而得到高分子材料。聚丙烯腈為白色粉末狀，密度為1.14-1.15g/cm。常壓下，220-300℃時會軟化分解。純聚丙烯腈性脆硬， 染色性很差。聚丙烯腈纖維引入第二單體、第三單體後，會改善染色性能。

聚丙烯腈
IUPAC名 poly(1-acrylonitrile) 聚(1-丙烯腈)
性質
化學式	C3H3N
摩爾質量	53.0626 ± 0.0028 g/mol C 67.91%, H 5.7%, N 26.4% g·mol⁻¹
外觀	白色固體
密度	1.184 g/cm³
熔點	300 °C（573 K）
沸點	軟化分解
溶解性（水）	不溶
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

聚丙烯腈首先在230攝氏度的空氣中被熱氧化形成氧化的聚丙烯腈纖維，然後在惰性氣氛中在1000攝氏度以上被碳化，已在各種高科技和常見的日常應用中發現碳纖維，例如民用的和軍用的飛機的一級和二級結構，導彈，固體推進劑火箭發動機，壓力容器，釣魚竿，網球拍，羽毛球拍和高科技自行車。 它是幾種重要共聚物中的組分重複單元，例如苯乙烯-丙烯腈（SAN）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）塑料。

物理特性

玻璃轉化溫度約為95℃，熔化溫度為322℃。 聚丙烯腈可溶於極性溶劑，例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、硫氰酸鈉、氯化鋅和硝酸^[1]。 溶解度參數：26.09 MPa^1/2（25℃）為25.6至31.5 J^1/2 cm^-3/2。 介電常數：5.5（1 kHz，25°C），4.2（1 MHz，25°C）。

用途

聚丙烯腈的均聚物已被用作熱氣過濾系統，戶外遮陽篷，遊艇帆和纖維增強混凝土中的纖維。含有聚丙烯腈的共聚物通常用作纖維來製造襪子和毛衣等針織服裝，以及帳篷和類似物品等戶外產品。如果一件衣服的標籤上寫着「腈綸」，那麼它就是由一些聚丙烯腈共聚物製成的。它於1942年在杜邦（DuPont）公司被製成紡絲纖維，並以腈綸（Orlon）的品牌進行銷售。丙烯腈通常被用作與苯乙烯的共聚單體，例如丙烯腈，苯乙烯和丙烯酸酯塑料。用丙烯酸（參見腈綸）標記的衣物是指聚合物由至少85％的丙烯腈作為單體組成。典型的共聚單體是乙酸乙烯酯，其可以容易地溶液紡絲以獲得足夠軟化以允許染料滲透的纖維。使用這些丙烯酸的優點是它們與天然纖維相比成本低，它們具有更好的耐日光性並且具有優異的抗蟲蛀性。用含鹵素的共聚單體改性的丙烯酸類被分類為改性聚丙烯腈，根據定義，其含有超過聚丙烯腈百分比在35-85％之間。摻入鹵素基團增加了纖維的阻燃性，這使得改性聚丙烯腈適用於睡衣，帳篷和毯子。然而，這些產品的缺點是它們很昂貴並且在乾燥後會收縮。

主要用於製造合成纖維，如腈綸。

它的高拉伸強度和拉伸模量是通過纖維上漿，塗層，生產工藝和聚丙烯腈的纖維化學來確定的。其機械性能在軍用和商用飛機的複合結構中很重要^[2] 。

碳纖維

聚丙烯腈被用作90％碳纖維生產的前體^[3]。大約20-25％的波音和空中巴士寬體機身是碳纖維。但是，應用受到聚丙烯腈的高價格約為15美元/磅的限制^[4]。