Poliacrilonitrile
Poliacrilonitrile (PAN), una resina sintetica preparata dalla polimerizzazione di acrilonitrile. Un membro della famiglia importante delle resine acriliche, è un materiale termoplastico duro e rigido che è resistente alla maggior parte dei solventi e dei prodotti chimici, lento bruciare e di permeabilità bassa ai gas. La maggior parte del poliacrilonitrile è prodotto come fibra acrilica e modacrilica, un sostituto comune per la lana in abbigliamento e arredamento per la casa.
L’acrilonitrile (CH2=CHCN) si ottiene facendo reagire propilene (CH2=CHCH3) con ammoniaca (NH3) e ossigeno in presenza di catalizzatori. È un liquido infiammabile che è altamente tossico se ingerito ed è un cancerogeno noto; sono necessarie procedure strettamente regolamentate per la sua manipolazione e smaltimento. I monomeri di acrilonitrile (molecole a unità singola) sono sospesi, quasi sempre in combinazione con altri monomeri, come goccioline fini in acqua e sono indotti a polimerizzare per PAN attraverso l’azione di iniziatori di radicali liberi. L’unità di ripetizione acrilonitrile del polimero ha la seguente struttura:
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PAN non ha nessuna delle proprietà pericolose del monomero. A causa della formazione di forti legami chimici tra i gruppi di nitrile (CN), le molecole polimeriche resistono alla maggior parte dei solventi organici e non si sciolgono senza decomporsi. Nella maggior parte dei casi il polimero viene disciolto in solventi speciali e filata in fibre acriliche, che sono definiti come fibre che contengono 85 per cento o più di PAN. Poiché PAN è difficile da sciogliere ed è altamente resistente alla tintura, si produce pochissima fibra contenente PAN da solo. D’altra parte, un copolimero contenente dal 2 al 7 percento di un comonomero vinilico come l’acetato di vinile può essere facilmente filato in soluzione a fibre che si ammorbidiscono abbastanza da consentire la penetrazione da parte dei coloranti. Le fibre acriliche sono morbide e flessibili, producendo filati leggeri e alti. Tali proprietà assomigliano molto a quelle della lana; quindi, l’uso più comune degli acrilici nell’abbigliamento e nei tappeti è come sostituto della lana, ad esempio nell’abbigliamento a maglia come maglioni e calze. Gli acrilici possono essere venduti ad una frazione del costo della fibra naturale e offrono una migliore resistenza alla luce solare, resistenza alla muffa e resistenza all’attacco delle tarme. Le fibre acriliche sono anche utilizzate come precursori per la produzione di fibre di carbonio e grafite, come sostituti dell’amianto nel cemento e nei filtri industriali e nei separatori di batterie.
Gli acrilici modificati da comonomeri contenenti alogeni come il cloruro di vinile o il cloruro di vinilidene sono classificati come modacrilici. (Per definizione, i modacrilici contengono più del 35% e meno dell ‘ 85% di PAN.) La presenza di cloro conferisce una notevole resistenza alla fiamma alla fibra-un vantaggio che rende i modacrilici desiderabili per prodotti come indumenti da notte per bambini, coperte, tende da sole e tende. Tuttavia, non sono così ampiamente utilizzati come gli acrilici semplici a causa del loro costo più elevato e perché sono un po ‘ inclini al restringimento negli asciugabiancheria.
Sebbene la polimerizzazione dell’acrilonitrile fosse nota fin dagli anni 1890, la produzione commerciale di fibra PAN non iniziò fino agli anni 1940, dopo che Ray C. Houtz di E. I. du Pont de Nemours& Company (ora DuPont Company) scoprì solventi per filatura che potevano sciogliere il polimero. DuPont ha introdotto il suo marchio Orlon acrylic fibre nel 1948; Orlon è stato presto seguito da Acrilan della Monsanto Chemical Company, Creslan di American Cyanamid, Courtaulds ‘ Courtelle, e altri. Il decennio degli anni ‘ 50 vide anche l’introduzione di modacrilici come il Verel della Eastman Kodak Company e il SEF della Monsanto.