اکریلونیتریل

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
اکریلونیتریل
Acrylonitrile-2D.png Acrylonitrile-2D-skeletal.svg
Acrylonitrile-3D-balls.png Acrylonitrile-3D-vdW.png
شناساگرها
شماره ثبت سی‌ای‌اس 107-13-1 YesY
پاب‌کم 7855
کم‌اسپایدر 7567 YesY
UNII MP1U0D42PE YesY
KEGG C01998 YesY
ChEBI CHEBI:28217 YesY
ChEMBL CHEMBL445612 YesY
جی‌مول-تصاویر سه بعدی Image 1
Image 2
خصوصیات
فرمول مولکولی C3H3N
جرم مولی ۵۳٫۰۶ g mol−1
شکل ظاهری Colourless liquid
چگالی 0.81 g/cm3
دمای ذوب -84 °C(189 کلوین)
دمای جوش
‎77 °C (350 کلوین)
انحلال‌پذیری in water 7 g/100 لیتر at 20 °C
خطرات
MSDS ICSC 0092
خطرات اصلی flammable,
reactive,
toxic
لوزی آتش
Flammability code 3: Liquids and solids that can be ignited under almost all ambient temperature conditions. Flash point between 23 and 38 °C (73 and 100 °F). E.g., gasoline) Health code 4: Very short exposure could cause death or major residual injury. E.g., VX gas Reactivity code 2: Undergoes violent chemical change at elevated temperatures and pressures, reacts violently with water, or may form explosive mixtures with water. E.g., phosphorus Special hazards (white): no codeNFPA 704 four-colored diamond
ترکیبات مرتبط
ترکیبات مرتبط اکریلیک اسید
acrolein
به استثنای جایی که اشاره شده‌است در غیر این صورت، داده‌ها برای مواد به وضعیت استانداردشان داده شده‌اند (در 25 °C (۷۷ °F)، ۱۰۰ kPa)
 YesY (بررسی) (چیست: YesY/N؟)
Infobox references


اکریلونیتریل ماده‌ای شیمیایی با فرمول CH2CHCN است. عمدتاً از روش سوهیو ساخته می‌شود. در این فرآیند، پروپیلن در یک واکنشگاه کاتالیزی سیال بستر با هوا و آمونیاک عمل می‌شود. سیال خروجی در یک واحد خوب دوسویه تصفیه و آکریلونیتریل از طریق تقطیر جز به جز جدا می‌شود.

2CH3-CH=CH2 + 2NH3 + 3O2 → 2CH2=CH-C≡N + 6H2O

پلی‌اکریلونیتریل Polyacrylonitrile[ویرایش]

پلی‌اکریلونیتریل یا اکریلیک (PAN) از پلیمرهای مصنوعی نیمه بلوری الی با فرمول خطی C3H3N)n) می‌باشد.

منومر پلی‌اکریلونیتریل از وینیل سیانید یا اکریلونیتریل تشکیل می‌شود.

اکریلونیتریل با روش‌های صنعتی زیر قابل تهیه می‌باشند:

  1. از ترکیب اکسید اتیلن با اسید سیانیدریک
  2. از ترکیب استیلن با اسید سیانیدریک
  3. از ترکیب استالدئید با اسید سینیدریک
  4. روش سوهیو Sohio : در این روش پروپیلن را در اثر اکسایش به اکرولئین تبدیل کرده و سپس به آن آمونیاک اضافه می‌کنند. کمپلکس آمونیاک حاصل راآبگیری و هیروژنگیری کرده و اکرونیتریل تهیه می‌کنند.

کاربردها[ویرایش]

از پلی‌اکریلونیتریل تحت عنوان الیاف اکریلیک به شکل گسترده در نساجی استفاده می‎شود.

هموپلیمر اکریلیک به عنوان الیاف در سیتم‌های تصفیه گاز داغ، سایبان در فضای باز، در بادبان قایق‌های بادبانی و در الیاف درون بتن استفاده می‌شود.

کوپلیمر پلی‎اکریلو‎نیتریل اغلب بعنوان الیاف در لباس‎های دارای بافت مانند جوراب و ژاکت و نیز بعنوان چادر در فضای باز و مانند آن استفاده می‎شود.

PAN دارای خواصی شامل چگالی کم، پایداری حرارتی مطلوب، استحکام بالا و مدول الاستیسیته مناسب است. این ویژگی‎های منحصر به فرد سبب شده‎اند PAN یک پلیمر اساسی در تکنولوژی پیشرفته باشد.

خواص مکانیکی مطلوب از جمله استحکام کششی بالا و مدول کششی متوسط سبب شده‌اند که از PAN در سازه‌های کاپوزیتی برای هواپیماهای نظامی و تجاری مورد تجوه قرار گیرند.

همچنین از اکریلیک به عنوان پیش ماده برای تولید فیبر کربن استفاده می شود.

ریسیدن الیاف اکریلیک[ویرایش]

پلی‌اکریلونیتریل را نمی‌توان با روش ذوب‌ریسی تبدیل به لیف کرد. زیرا پیش از ذوب شدن، تجزیه شده و ذغالی می‌گردد، بنابراین آن را با روش ریسیدن مرطوب و یا ریسیدن خشک، تبدیل به لیف می‌کنند. بدین منظور پلیمر را با غلظت 20-30 درصد (بسته به وزن مولکولی پلیمر و کوپلیمرهای آن) در حلال مناسب، حل کرده وتبدیل به لیف می‌سازند.

در سیستم ریسیدن خشک، محلول پلیمر پس از خروج از سوراخ‌های ریسنده که حدود 300-200 عدد سوراخ دارد، وارد ستون‌ هوای متحرک و گرم که دارای حرارت 230-260 درجه سانتی گرد است، می‎شود (دمای جوش D.M.F 153 درجه سانتی‎گراد است) و پس از تبخیر حلال با سرعت 100-300 متر در دقیقه در روی بوبین جمع کننده جمع می‎شود و سپس تحت عملیات کشش و تکمیل لازم قرار می‎گیرد.

در سیستم ریسیدن مرطوب، محلول پلیمر پس از خروج از ریسنده که حدود 1000-30000 سوراخ دارد، با سرعت 5-20 متر بر دقیقه وارد حمام منعقد کننده می‌شود و سپس تحت عملیات کشش و تکمیلهای لازم دیگر قرار می‎گیرد.

با وجود اینکه ریسیدن مرطوب آهسته می‌باشد، ولی به علت زیاد بودن سوراخ‌های ریسنده، مقدار تولید آن بالا می‎شد. سطح مقطع فیلامنت‎های تهیه شده از ریسیدن خشک به علت تبخیر حلال از فیلامنت و تخلیه حجم داخلی آن دمبلی شکل است. در صورتی که سطح مقطع فیلامنت‌های تهیه شده از ریسیدن مرطوب به علت جانشینی محلول حمام منعقد کننده با حلال تقریبا دایره‌ای شکل است، در نتیجه مقاومت لیف ریسیده شده به طریق خشک 2-3 گرم بر دنیر و مقاومت لیف ریسیده شده به طریق مرطوب 3-4 گرم بر دنیر می‌باشد.

در سیستم ریسیدن مرطوب می‎توان تغییرات مناسب در محلول پلیمر و یا حمام منعقد کننده داد و فیلامنت مناسب تهیه کرد.

ساختمان فیزیکی لیف پلی‌اکریلونیتریل[ویرایش]

باوجود اینکه ساختمان شیمیایی پلی‌اکریلونیتریل نشان می‌دهد که در آن پیوندهای شیمیایی بین زنجیره‌ی Cross-Linkages وجود ندارد، ولی پلیمر به سختی در حلال‌های خود حل می‎شود. این عدم حلالیت را به علت وجود نیروهای ثانوی که بین زنجیرهای مجاور تشکیل می‌شود، نسبت می‌دهند. این نیروهای ثانوی از نوع پیوند هیدروژنی می‌بشاد که بین هیدروژن آلفا از یک زنجیر و نیتروژن از زنجیر مجاور تشکیل می‌شود. این پیوند قوی هیدروژنی را می‎توان بوسیله حلال‎های آلی و پلار برطرف کرد.

اسیدها و قلیایی‎ها با غلظت پایین ، اثری بر روی لیف پلی‌اکریلونیتریل ندارند ولی پلیمر پلی‌اکریلونیتریل را می‌توان در حرارت بالا (حدود 100 درجه سانتیگراد) بوسیله اسید غلیظ ( مثل اسیدکلرئیدریک 6 نرمال) به پلی اکریلیک اسید و یا نمک سدیم پلی اکریلیک اسید (سدیم پلی اکریلات) تبدیل کرد. لیف پلی‌اکریلونیتریل در اثر حرارت ابتدا زرد و سپس قهوه‌ای و سپس سیاه رنگ می‎شود. پس از 60 ساعت در درجه حرارت 200 درجه سانتیگراد با وجود اینکه کاملا سیاه رنگ می‌شود، کاهش استحکام در آن دیده نمی‌شود، ولی حالالیت آن از بین میرود.

منابع[ویرایش]

تکمیل کالای نساجی جلد 1-شیمی نساجی و مقدمات تکمیلی-دکتر میرهادی سیداصفهانی

https://en.wikipedia.org/wiki/Polyacrylonitrile

  • مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Acrylonitrile»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد.