Полиакрилонитрил в отличие от других акриловых смол не растворяется в обычных растворителях. Эта особенность объясняется значительными межмолекулярными силами, возникающими вследствие полярной природы – С = N-групп. Представления о влиянии водородных связей в полимерах на их растворимость в полярных растворителях и установление растворимости полиакрилонитрила в гидротропных растворителях (например, в концентрированном водном растворе роданистого кальция), послужили толчком к поискам высокополярных растворителей.
Так как группа – CN является сильно полярной, то полиакрилонитрил растворяется только в очень полярных растворителях, например, в диметилформамиде, диметилацетамиде, этиленкарбонате, диметилсульфоксиде, концентрированных водных растворах бромистого лития, роданистого натрия или кальция, смеси ZnCl2+CaCl2, концентрированных HNO3 и H2SO4 (в последнем случае группы – CN гидролизуются).
Показатель растворимости полиакрилонитрила =30,8*10-3 (Дж/м3)0,5, а воды
=46,4*10-3 (Дж/м3)0,5 напомним, что растворение полимера в растворителе происходит при значениях
4 (Дж/м3)0,5, т.е.
должен быть почти равен
, что для воды и полиакрилонитрила не наблюдается [4, C. 99].
При нагревании полиакрилонитрил растворяется в N-формилпиперидине (170–180°С), цианацетамиде (165–170°С), N-метил-иианацетамиде (180–190°С), этиленциангидрине (165–170°С), однако при охлаждении этих растворов образуются гели (происходит застудневание). Предполагается, что механизм застудневания растворов полиакрилонитрила заключается в образовании трехмерной сетки за счет возникновения вторичных межмолекулярных связей. Скорость застудневания повышается при увеличении концентрации растворов, молекулярного веса полимера и количества введенной воды [6, С. 43].
Растворители способные разрушить межмолекулярные связи в полимере это диметилформамид и тетраметиленсульфон, динитрил малоновой и янтарной кислот, смеси, содержащие более 60% этиленкарбоната и воды, диметилцианамид, концентрированные водные растворы некоторых солей, например бромистого лития, роданистого натрия и кальция, хлористого цинка.
Для снижения растворимости полиакрилонитрил обрабатывают водным раствором формальдегида.
Таблица 1 Свойства полиакрилонитрила
Свойство |
Значение |
Плотность, г/см3 |
1,14–1,15 |
Показатель преломления, n |
1,49–1,52 |
Температура размягчения (с одновременной деструкцией), °С |
220–230 |
Удельная теплоемкость, кДж/(кг*К) [кал/(г*°С)] |
1,51 |
Прочность при растяжении (для волокна), Мн/м2 (кгс/мм2) |
600 (60) |
Относительное удлинение, % |
10–35 |
Влагопоглощение отпрессованного образца, % |
1–2 |
Дипольный момент, к*м (D) |
1,13–10-4 |
Диэлектрическая проницаемость при | |
50 гц |
6,5 |
1 Мгц |
4,2 |
Удельное объемное электрическое сопротивление, Том*м (Ом*см) |
1 (1014) |
Тангенс угла диэлектрических потерь при | |
50 гц |
0,11 |
1 Мгц |
0,03 |
Классификация химических элементов по Гольдшмидту. Геохимические барьеры
...
Белки и аминокислоты
Белки – это биологические полимеры, состоящие из аминокислот. Ни один из существующих живых организмов – от вирусов до растений и животных – не может существовать без белка. Правда, ...
Производство глутаминовой кислоты
Глутаминовая кислота (α-аминоглутаровая) является одной из
важнейших аминокислот растительных и животных белков. Не относится к числу
незаменимых, однако, тем не менее, служит основой д ...