پلی آکریلونیتریل چیست؟

پلی آکریلونیتریل یک رزین سنتزی است که از پلیمریزاسیون امولسیونی رادیکالی آکریلونیتریل تهیه می‌شود. به عنوان عضوی از خانواده‌ی رزین‌های آکریلیک، یک پلیمر ترموپلاستیک سخت و جامد است که نسبت به اکثر حلال‌ها و مواد شیمیایی مقاومت خوبی دارد، به آهستگی می‌سوزد و نفوذپذیری کمی نسبت به گازها دارد. معمولا به عنوان فیبرهای موداکریلیک (modacrylic) و جایگزین پشم در صنعت پوشاک و لوازم منزل تولید می‌شود.

 

خواص پلی آکریلونیتریل

مونومر آکریلونیتریل یک مایع قابل اشتعال، سمی و سرطانزا می‌باشد. اما خوشبختانه پلی آکریلونیتریل هیچکدام از خواص سمی مونومر را ندارد. ایجاد پیوندهای شیمیایی قوی بین گروه‌های نیتریل (CN)، مقاومت به بسیاری از حلال‌های آلی را افزایش داده و باعث عدم ذوب PAN بدون تجزیه‌ی آن می‌شود. پلی‌آکریلونیتریل پودری سفید رنگ است که رنگ آن وابسته به دما تحت واکنش cyclization ممکن است تغییر کرده و به رنگ زرد مایل به سیاه درآید.

به علت اینکه PAN به سختی در حلال حل شده و مقاومت بالایی نست به رنگ شدن دارد، برای تولید الیاف از کوپلیمرهای آن مانند کوپلیمر آکریلونیتریل و وینیل استات استفاده می‌شود که از آن نخ‌هایی بلند، سبک، نرم و انعطاف‌پذیر تهیه می‌شود بنابراین می‌تواند جایگزین پشم در صنعت پوشاک شود. این الیاف از مقاومت نوری خوب و مقاومت در برابر کپک و بیدها برخوردار است. همچنین از کوپلیمر آکریلونیتریل با آکریل آمید، وینیل پیرولیدون و ایتاکونیک اسید به عنوان پیش‌ماده برای تولید الیاف کربن و الیاف گرافیت، که جانشین آزبست در سیمان و فیلترهای صنعتی و جداکننده‌های باتری هستند، استفاده می‌شوند.

در پلیمرهای ABS و SAN نیز از پلی‌آکریلونیتریل و استایرن استفاده می‌شود.

 

به کوپلیمرهای اکریلیک و مونومرهای حاوی هالوژن مانند وینیل کلراید، موداکریلیک گفته می‌شود. حضور کلر باعث ایجاد مقاومت به شعله و آتش‌گیری در الیاف می‌شود و درنتیجه می‌توان از آن در لباس خواب کودکان، پتو، چادر و سایبان‌ استفاده کرد. اگرچه به علت هزینه‌ی بالا و آب رفتن الیاف پس از شستشو مصرف زیادی ندارند.

به طور کلی مهم‌ترین خواص آن که باعث استفاده تجاری از آن می‌شود عبارت‌اند از:

  • مقاومت بالا به تخریب توسط نور خورشید مخصوصاً اشعه فرابنفش
  • توانایی تشکیل الیاف منظم و جهت‌گیری شده
  • ماده‌ای کاملا خنثی بوده و نسبت به اغلب حلال‌های آلی و اسیدها مقاوم است. تنها تحت تأثیر حلال‌های بسیار قطبی و محلول‌های بازی غلیظ قرار می‌گیرد.
  • الیاف متشکل از آن دارای مقاومت به شکست خوب، حجم تولید بالا، نرمی و لطافت و خاصیت عایق حرارتی بودن مانند پشم هستند.
  • در زمان تولید الیاف، با حرارت‌دهی ذوب نشده و ساختار مورفولوژیکی خود را حفظ می‌کند. در نتیجه برای تولید الیاف کربن، الیاف عایق، الیاف ضدحریق و پتوهای فیلترکننده‌ی گازهای داغ استفاده می‌شود.

 

کاربردهای پلی‌آکریلونیتریل

از PAN به عنوان پیش‌ماده کربنی در تولید الیاف کربن، مواد حاوی کربن فعال متخلخل و افزودنی‌های کربنی استفاده می‌شود. همچنین در مخازن هیدروژن، محافظ EMI، الکتروشیمی و فرآیندهای جداسازی کاربرد دارند. در کامپوزیت‌های کربن نانوتیوب تک جداره نیز ممکن است حضور داشته باشند.

 

فرمول شیمیایی

(C۳H۳N)n

نام IUPAC

poly(1-acrylonitrile)

نام‌های دیگر

Polyvinyl cyanide, Creslan 61

چگالی (g/cm۳)

۱.۱۸۴

دمای ذوب (oC)

۳۱۷

دمای انتقال شیشه‌ای Tg(oC)

۸۵

گرمای ویژه (J/mol.K)

۶۴ – ۷۸

ضریب شکست

۱.۵۱۴

حلالیتنامحلول
اشتعال‌پذیریغیرقابل اشتعال
Click to rate this post!
[Total: ۲ Average: ۵]