폴리아크릴로니트릴(PAN)아크릴로니트릴을 중합하여 제조한 합성 수지입니다. 아크릴 수지의 중요한 계열에 속하는 이 수지는 대부분의 용제 및 화학 물질에 내성이 있고 연소 속도가 느리며 가스 투과성이 낮은 단단하고 단단한 열가소성 소재입니다. 대부분의 폴리아크릴로니트릴은 아크릴 및 모다크릴 섬유로 생산되며, 의류 및 가정용 가구에서 양모를 대체하는 소재로 흔히 사용됩니다.
아크릴로니트릴(CH2=CHCN)은 프로필렌(CH2=CHCH3)을 촉매의 존재 하에서 암모니아(NH3) 및 산소와 반응시켜 얻습니다. 인화성 액체로 섭취 시 독성이 강하고 발암 물질로 알려져 있어 취급 및 폐기 시 엄격하게 규제된 절차가 필요합니다. 아크릴로니트릴 모노머(단일 단위 분자)는 거의 항상 다른 모노머와 결합하여 물속에 미세한 물방울 형태로 부유하며, 자유 라디칼 개시제의 작용을 통해 PAN으로 중합되도록 유도됩니다. 폴리머의 아크릴로니트릴 반복 단위는 다음과 같은 구조를 가집니다: .
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주요 산업용 폴리머: 폴리 아크릴로 니트릴(PAN)
PAN은 모노머의 유해한 특성이 전혀 없습니다. 니트릴(CN) 그룹 사이에 강한 화학 결합이 형성되어 있기 때문에 폴리머 분자는 대부분의 유기 용매에 저항하며 분해되지 않고 녹지 않습니다. 대부분의 경우 폴리머는 특수 용매에 용해되어 아크릴 섬유로 방적되며, 아크릴 섬유는 85% 이상의 PAN을 함유한 섬유로 정의됩니다. PAN은 용해가 어렵고 염색에 대한 저항성이 강하기 때문에 PAN만 함유한 섬유는 거의 생산되지 않습니다. 반면에 아세트산 비닐과 같은 비닐 공단량체가 2~7% 함유된 공중합체는 용액 방사를 통해 염료가 침투할 수 있을 만큼 충분히 부드러워진 섬유로 쉽게 만들 수 있습니다. 아크릴 섬유는 부드럽고 유연하여 가볍고 높은 원사를 생산할 수 있습니다. 이러한 특성은 양모와 매우 유사하기 때문에 의류와 카펫에서 아크릴은 스웨터와 양말과 같은 니트웨어에서 양모를 대체하는 용도로 가장 일반적으로 사용됩니다. 아크릴은 천연 섬유보다 훨씬 저렴한 가격에 판매될 수 있으며, 햇빛에 대한 저항성, 곰팡이 저항성, 나방 공격에 대한 저항성이 뛰어납니다. 아크릴 섬유는 탄소 및 흑연 섬유 생산의 전구체, 시멘트의 석면 대체재, 산업용 필터 및 배터리 분리막에도 사용됩니다.
염화비닐 또는 염화비닐리덴과 같은 할로겐 함유 공단량체에 의해 변형된 아크릴은 다음과 같이 분류됩니다. 모다크릴. (정의에 따라 모다크릴은 35% 이상 85% 미만의 PAN을 포함합니다.) 염소의 존재는 섬유에 뛰어난 난연성을 부여하여 아동용 잠옷, 담요, 어닝, 텐트 등의 제품에 모다크릴을 사용하는 데 유리합니다. 하지만 가격이 비싸고 의류 건조기에서 수축하기 쉽기 때문에 일반 아크릴만큼 널리 사용되지는 않습니다.
아크릴로니트릴의 중합은 1890년대부터 알려졌지만, PAN 섬유의 상업적 생산은 1940년대에 이르러서야 E.I. 뒤퐁 드 네무르 & 컴퍼니(현 듀폰 컴퍼니)의 레이 C. 후츠가 폴리머를 녹일 수 있는 방사 용매를 발견한 후 시작되었습니다. 듀폰은 자사의 상표인 1948년, 오롤론 아크릴 섬유를 출시했고, 오롤론은 곧이어 몬산토 케미컬 컴퍼니의 아크릴란, 아메리칸 시아나미드의 크레슬란, 코트툴즈의 코트텔 등이 출시되었습니다. 1950년대 10년 동안에는 이스트만 코닥 컴퍼니의 베렐과 몬산토의 SEF와 같은 모다크릴도 출시되었습니다.