Химия - Полиакрилонитрил

01 марта 2011


Оглавление:
1. Полиакрилонитрил
2. Полиакрилонитрильные волокна
3. Пиролиз полиакрилонитрила



Структура полиакрилонитрила

Полиакрилонитрил-)n — полимер акрилонитрила, в промышленности используется полимер с молекулярной массой 30-100 кДа, плотностью 1.14-1.17 г/см. Температура стеклования ~85-90°C, разложения ~250°C.

Полиакрилонитрил нерастворим в неполярных и малополярных растворителях, растворим в полярных апротонных растворителях, водных растворах электролитов с высокой ионной силой, с гидролизом нитрильной группы - в водных растворах сильных кислот.

Широко применяется в производстве прочных термически стойких волокон, а также в качестве сополимера в производстве дивинилнитрильного каучука.

Синтез и производство

Полиакрилонитрил в промышленности получают гомогенной либо гетерогенной радикальной полимеризацией акрилонитрила.

При гомогенной полимеризации в качестве растворителя используют водные растворы хлорида цинка или роданида натрия, в качестве инициатора полимеризации чаще всего применяется 2,2'-азо-бис-изобутиронитрил. Скорость процесса существенно зависит от растворителя: так, если в водном растворе хлорида цинка длительность синтеза составляет 1-1.5 часа, то в диметилформамиде - 12-18 часов, растворители должны быть очищены от примесей, вызывающих обрыв цепи. Процесс ведут до степени конверсии мономера в 50-70%, непрореагировавший акрилонитрил удаляют из реакционной смеси, при этом получается полимер с относительно узким молекулярно-массовым распределением.

Преимуществом гомогенной полимеризации является возможность непосредственного использования полученного раствора полиакрилонитрила для формирования полимерных волокон.

В случае гетерогенной полимеризации в качестве исходной реакционной смеси используется водная эмульсия акрилонитрила с содержанием 12-25% мономера, в качестве инициатора полимеризации - персульфат аммония. Особенностью этого процесса, отличающего его от суспензионной полимеризации водонерастворимых мономеров, является достаточно высокая растворимость акрилонитрила в воде, что ведёт к тому, что в присутствии водорастворимого инициатора полимеризация идёт не только на поверхности капель мономера, но и в водном растворе. Это приводит к самоускорению процесса вплоть до степени конверсии ~20% и образованию полимера с широким молекулярно-массовым распределением, полимеризацию завершают при степени конверсии акрилонитрила в 60-80%, после чего полимер выделяется из суспензии, промывается и сушится.

По сравнению с гомогенным процессом при гетерогенной полимеризации получается полимер с более высокой средней молекулярной массой, при этом, за счет растворимости в акрилонитриле сомономеров, нерастворимых в условиях гомогенного процесса, можно более широко варьировать состав получаемых сополимеров.

Практически весь производимый полиакрилонитрил используется для получения полиакрилонитрильных волокон.



Просмотров: 4926


<<< Полиакрилаты