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Polyacrylonitrile

Polyacrylonitrile (PAN), résine synthétique préparée par polymérisation de l’acrylonitrile. Membre de l’importante famille des résines acryliques, c’est un matériau thermoplastique dur et rigide résistant à la plupart des solvants et des produits chimiques, lent à brûler et peu perméable aux gaz. La plupart des polyacrylonitriles sont produits sous forme de fibres acryliques et modacryliques, un substitut courant de la laine dans les vêtements et les articles d’ameublement.

Figure 1: La forme linéaire du polyéthylène, connu sous le nom de polyéthylène haute densité (PEHD).
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principaux polymères industriels : Le Polyacrylonitrile (PAN)
L’Acrylonitrile (CH2 = CHCN), un composé obtenu par réaction du propylène avec de l’ammoniac (NH3) et de l’oxygène en présence…

L’acrylonitrile (CH2 = CHCN) est obtenu par réaction du propylène (CH2 = CHCH3) avec de l’ammoniac (NH3) et de l’oxygène en présence de catalyseurs. C’est un liquide inflammable qui est très toxique s’il est ingéré et est un cancérogène connu; des procédures strictement réglementées sont nécessaires pour sa manipulation et son élimination. Les monomères d’acrylonitrile (molécules unitaires) sont en suspension, presque toujours en combinaison avec d’autres monomères, sous forme de fines gouttelettes dans l’eau et sont induits à polymériser pour former un PAN par l’action d’initiateurs de radicaux libres. L’unité répétitive acrylonitrile du polymère a la structure suivante: Structure moléculaire..

PAN n’a aucune des propriétés dangereuses du monomère. En raison de la formation de fortes liaisons chimiques entre les groupes nitriles (CN), les molécules de polymères résistent à la plupart des solvants organiques et ne fondent pas sans se décomposer. Dans la plupart des cas, le polymère est dissous dans des solvants spéciaux et filé en fibres acryliques, qui sont définies comme des fibres contenant 85% ou plus de PAN. Le PAN étant difficile à dissoudre et très résistant à la teinture, très peu de fibres contenant du PAN seul sont produites. D’autre part, un copolymère contenant de 2 à 7% d’un comonomère vinylique tel que l’acétate de vinyle peut être facilement filé en solution sur des fibres suffisamment ramollies pour permettre la pénétration des colorants. Les fibres acryliques sont douces et flexibles, produisant des fils légers et élevés. De telles propriétés ressemblent étroitement à celles de la laine; par conséquent, l’utilisation la plus courante de l’acrylique dans les vêtements et les tapis est comme remplacement de la laine — par exemple, dans les vêtements tricotés tels que les pulls et les chaussettes. Les acryliques peuvent être vendus à une fraction du coût de la fibre naturelle et offrent une meilleure résistance à la lumière du soleil, à la moisissure et aux attaques des mites. Les fibres acryliques sont également utilisées comme précurseurs pour la production de fibres de carbone et de graphite, en remplacement de l’amiante dans le ciment et dans les filtres industriels et les séparateurs de batteries.

Les acryliques modifiés par des comonomères halogénés tels que le chlorure de vinyle ou le chlorure de vinylidène sont classés comme modacryliques. (Par définition, les modacryliques contiennent plus de 35% et moins de 85% de PAN.) La présence de chlore confère une résistance à la flamme notable à la fibre — un avantage qui rend les modacryliques souhaitables pour des produits tels que les vêtements de nuit pour enfants, les couvertures, les auvents et les tentes. Cependant, ils ne sont pas aussi largement utilisés que les acryliques simples en raison de leur coût plus élevé et parce qu’ils sont quelque peu sujets au rétrécissement dans les sécheuses à linge.

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Bien que la polymérisation de l’acrylonitrile soit connue depuis les années 1890, la production commerciale de fibres PAN n’a commencé que dans les années 1940, après que Ray C. Houtz de E.I. du Pont de Nemours &Company (maintenant DuPont Company) a découvert des solvants de filage capables de dissoudre le polymère. DuPont a introduit sa fibre acrylique Orlon déposée en 1948; Orlon a rapidement été suivi par l’Acrilan de la société chimique Monsanto, le Creslan d’American Cyanamid, la Courtelle de Courtaulds et d’autres. La décennie des années 1950 a également vu l’introduction de modacryliques tels que Verel d’Eastman Kodak Company et SEF de Monsanto.