¿Qué es el Poliacrilonitrilo?
El poliacrilonitrilo es un polímero de acrilonitrilo (CH2=CHCN).
También se conoce como PAN, acrónimo de polyacrylonitrile (poliacrilonitrilo). Las fibras acrílicas son una conocida aplicación industrial del poliacrilonitrilo.
Está ampliamente distribuido en una gran variedad de propiedades debido a su capacidad para copolimerizarse fácilmente con otros compuestos vinílicos.
Usos del Poliacrilonitrilo
1. Fibras Acrílicas
El poliacrilonitrilo tiene un alto punto de reblandecimiento y excelentes propiedades como fibra. Las fibras fabricadas principalmente con poliacrilonitrilo se denominan fibras acrílicas.
Las fibras acrílicas se caracterizan por una gran resistencia al calor, propiedades de brillo y apantallamiento de la luz, excelente durabilidad y repelencia al agua. Las fibras acrílicas se utilizan mucho en prendas de vestir, ropa de cama, alfombras e interiores de automóviles por sus excelentes propiedades de tintado y retención de la humedad.
Las fibras acrílicas también se mezclan fácilmente con fibras naturales como la lana, el algodón y el rayón, lo que las hace útiles para jerseys, ropa interior, mantas y alfombras.
2. Materia Prima de las Fibras de Carbono
El poliacrilonitrilo también es una materia prima importante para las fibras de carbono y los plásticos reforzados con fibra de carbono (CFRP). Las fibras de carbono son extremadamente ligeras, fuertes y resistentes al calor y a los productos químicos. Por eso se utiliza en la exploración espacial, en equipos deportivos de alta gama y en aplicaciones militares.
3. Productos Farmacéuticos y Biotecnología
El poliacrilonitrilo también se utiliza como material para las membranas de separación empleadas en las industrias farmacéutica y biotecnológica. Las membranas de fibra hueca fabricadas con poliacrilonitrilo presentan una baja adsorción de proteínas y un excelente rendimiento de separación.
La demanda de materias primas acrílicas y de fibra de carbono y para el tratamiento del agua está creciendo, impulsada en particular por el crecimiento de las industrias de la fibra de carbono y del tratamiento del agua en China. China es el mayor productor mundial de poliacrilonitrilo. El gobierno también está invirtiendo activamente en el desarrollo de la industria de la fibra de carbono.
Propiedades del Poliacrilonitrilo
El poliacrilonitrilo es un sólido blanco o amarillo. Debido a su elevado punto de reblandecimiento, se descompone a temperaturas superiores a 300°C sin fundirse.
Es insoluble en hidrocarburos, alcoholes y éteres, pero soluble en soluciones acuosas concentradas de sal de rodano y cloruro de zinc, N,N-dimetilformamida, dimetilsulfóxido, succinonitrilo y 2-oxazolidona. Cuando el poliacrilonitrilo se calienta con la adición de un álcali como el hidróxido de sodio o a temperaturas superiores a 200°C, se forma el anillo de piridina y el poliacrilonitrilo adquiere un color marrón parduzco.
Más Información sobre el Poliacrilonitrilo
1. Cómo se produce el Poliacrilonitrilo
El poliacrilonitrilo se produce por polimerización radical del acrilonitrilo con, por ejemplo, peróxido de benzoilo, o por polimerización iónica con, por ejemplo, sodio metálico o metóxido de sodio. Industrialmente, se produce por polimerización radical mediante polimerización en suspensión o polimerización en solución.
2. Cómo se producen las Fibras Acrílicas
Las fibras acrílicas se fabrican principalmente a partir de poliacrilonitrilo, pero también se copolimerizan con acrilato de metilo, acetato de vinilo y metacrilato de metilo. Las fibras acrílicas se producen mediante un método conocido como hilado en solución, en el que una solución de este polímero disuelta en un disolvente se extruye a través de una boquilla y se hila.
3. Métodos de producción de Fibras de Carbono
Las fibras de carbono a base de PAN se fabrican a partir de fibras acrílicas (fibras PAN), que tienen una resistencia y un módulo de elasticidad muy elevados y se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde la industria espacial, donde se requiere fiabilidad, hasta los productos de ocio cotidianos.
Las fibras acrílicas se calientan a 200-300 °C en aire, lo que se conoce como proceso ignífugo, para formar las moléculas de las fibras acrílicas en una estructura cíclica. En el proceso de carbonización posterior, las fibras se calientan a más de 1.000 °C en gas inerte para transformarlas en una estructura cristalina formada únicamente por carbono, excluyendo el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno. A continuación, las fibras se calientan a más de 2.000 °C para completar el proceso de grafitización, con lo que se obtienen fibras de carbono a base de PAN.