Polyacrylnitril
Polyacrylnitril (PAN), ein Kunstharz, das durch Polymerisation von Acrylnitril hergestellt wird. Als Mitglied der wichtigen Familie der Acrylharze ist es ein harter, starrer thermoplastischer Werkstoff, der gegen die meisten Lösungsmittel und Chemikalien beständig ist, langsam brennt und eine geringe Gasdurchlässigkeit aufweist. Das meiste Polyacrylnitril wird als Acryl- und Modacrylfaser hergestellt, ein üblicher Ersatz für Wolle in Kleidung und Heimtextilien.
Acrylnitril (CH2=CHCN) wird durch Umsetzung von Propylen (CH2=CHCH3) mit Ammoniak (NH3) und Sauerstoff in Gegenwart von Katalysatoren erhalten. Es ist eine brennbare Flüssigkeit, die bei Verschlucken hochgiftig ist und ein bekanntes Karzinogen darstellt; für die Handhabung und Entsorgung sind streng geregelte Verfahren erforderlich. Acrylnitrilmonomere (Einzelmoleküle) werden fast immer in Kombination mit anderen Monomeren als feine Tröpfchen in Wasser suspendiert und durch Einwirkung radikalischer Initiatoren zur Polymerisation zu PAN veranlasst. Die Acrylnitril-Wiederholungseinheit des Polymers hat folgende Struktur:
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PAN hat keine der gefährlichen Eigenschaften des Monomers. Aufgrund der Bildung starker chemischer Bindungen zwischen den Nitril (CN) -Gruppen widerstehen die Polymermoleküle den meisten organischen Lösungsmitteln und schmelzen nicht, ohne sich zu zersetzen. In den meisten Fällen wird das Polymer in speziellen Lösungsmitteln gelöst und zu Acrylfasern versponnen, die als Fasern definiert sind, die 85 Prozent oder mehr PAN enthalten. Da PAN schwer aufzulösen und sehr widerstandsfähig gegen Färben ist, wird sehr wenig Faser produziert, die PAN allein enthält. Andererseits kann ein Copolymer, das 2 bis 7% eines Vinylcomonomeren wie Vinylacetat enthält, leicht zu Fasern versponnen werden, die weich genug sind, um das Eindringen von Farbstoffen zu ermöglichen. Acrylfasern sind weich und flexibel und produzieren leichte, luftige Garne. Solche Eigenschaften ähneln denen von Wolle; Daher wird Acryl am häufigsten in Bekleidung und Teppichen als Wollersatz verwendet — zum Beispiel in Strickwaren wie Pullovern und Socken. Acryl kann zu einem Bruchteil der Kosten der Naturfaser verkauft werden, und sie bieten eine bessere Sonnenlichtbeständigkeit, Schimmelresistenz und Beständigkeit gegen Mottenbefall. Acrylfasern werden auch als Vorprodukte für die Herstellung von Kohlenstoff- und Graphitfasern, als Ersatz für Asbest in Zement sowie in industriellen Filtern und Batterieseparatoren verwendet.
Acryle, die durch halogenhaltige Comonomere wie Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid modifiziert wurden, werden als Modacryle klassifiziert. (Per Definition enthalten Modacryle mehr als 35 Prozent und weniger als 85 Prozent).) Die Anwesenheit von Chlor verleiht der Faser eine bemerkenswerte Flammwidrigkeit – ein Vorteil, der Modacryl für Produkte wie Kinderschlafanzüge, Decken, Markisen und Zelte wünschenswert macht. Sie sind jedoch nicht so weit verbreitet wie die einfachen Acryle wegen ihrer höheren Kosten und weil sie etwas anfällig für Schrumpfung in Wäschetrocknern sind.