Polyakryylinitriilin rakenne
**Polyakryylinitriili** eli **PAN** on polymeeri, jonka pääasiallinen monomeeri on akryylinitriili. Sillä on useita käyttökohteita erityisesti kuituina.

Ominaisuudet
------------

Polyakryylinitriilin molekyylimassa on tavallisesti 15 000–250 000 g/mol. Sen sulamispiste on noin 317 °C, mutta se alkaa hajota kuumennettaessa ennen sitä. Lasisiirtymälämpötila on 84–99 °C. Polyakryylinitriilin pitkät poolittomat hiilivetyketjut ja toisaalta hyvin pooliset ja vetysidoksia muodostavat nitriiliryhmät aiheuttavat sen, että se liukenee huonosti moniin orgaanisiin liuottimiin. Se ei liukene esimerkiksi etanoliin, dietyylieetteriin tai hiilivetyihin. Dimetyyliformamidi, dimetyyliasetamidi ja dimetyylisulfoksidi ovat tavallisimmat liuottimet. Se kestää hyvin monien kemikaalien vaikutusta mutta reagoi erityisesti väkevien happojen kanssa. Aineen kiteisyysaste on 19–60 % ja tiheys 1,11–1,14 g/cm3. Polyakryylinitriili kuidut ovat suhteellisen joustavia, mutta mekaanisia ominaisuuksia ja värjäytyvyyttä voidaan parantaa komonomeereillä.

Valmistus ja käyttö
-------------------

Polyakryylinitriiliä valmistetaan akryylinitriilistä radikaalipolymeroinnilla. Reaktio tapahtuu hieman happamissa oloissa 40–50 °C:n lämpötilassa. Radikaali-initiaattoreina käytetään esimerkiksi vetyperoksidia, bentsoyyliperoksidi tai atsobisisobutyronitriiliä. Polymeerin ainoa monomeeri voi olla akryylinitriili, mutta useimmiten mukana on 10–15 prosenttia jotain toista monomeeriä, kuten styreeniä, akryyliamidia, akryylihappoa, akrylaattiestereitä, vinyyliasetaattia tai vinyylipyridiiniä. Kuituja, joissa akryylinitriiliä on 50–85 prosenttia, kutsutaan modakryyliksi.

Polyakryylinitriilistä valmistetaan kuituja esimerkiksi suodattimiin, teollisuuden linjastoihin sekä kankaisiin ja muihin tekstiileihin. Kuidut valmistetaan liuoksesta suulakekehruulla ja kuivataan. Polyakryylinitriilikalvoja käytetään laminoitujen pakkausten valmistamiseen. Suurin osa hiilikuidusta tuotetaan polyakryylinitriilistä. Polyakryylinitriilikuidut kuumennetaan pyrolyysilämpötilaan 1 000–2 000 °C, jolloin ne hajoavat hiileksi ja muodostavat hiilikuituja.

Lähteet
-------

1. 1 2 3  Jukka Seppälä: *Polymeeriteknologian perusteet*, s. 200–201. 6. painos. Otatieto, 2005. ISBN 978-951-672-348-1.
2. 1 2 3  Alfred Nogaj, Carlhans Süling & Michael Schweizer: "Fibers, 8. Polyacrylonitrile Fibers", teoksessa *Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry*, John Wiley & Sons, New York, 2011.
3. 1 2 3  Michael M. Wu: "Acrylonitrile and Acrylonitrile Polymers", teoksessa *Encyclopedia of Polymer Science and Technology*, John Wiley & Sons, New York, 2001.
4. 1 2 3  Mary Eagleson: *Concise encyclopedia chemistry*, s. 855–856. Walter de Gruyter, 1994. ISBN 978-3-11-011451-5. (englanniksi)
5. ↑  Tony Whelan: *Polymer Technology Dictionary*, s. 315. Chapman & Hall, 1994. ISBN 0-412-58180-9. (englanniksi)
6. 1 2 3  George Wypych: *Handbook of Polymers*, s. 276–280. ChemTech Publishing, 2022. ISBN 978-1-927885-96-3. (englanniksi)
7. ↑  Bradley A. Newcomb: "Carbon Fibers", teoksessa *Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology*, John Wiley & Sons, New York, 2017.
8. ↑  Hiilikuidut Suomen Tekstiili & Muoti. Viitattu 22.1.2024.