4.4. Полиакриламид, полиакрилонитрил и сополимеры на основе акрилонитрила

Полиакриламид получается радикальной полимеризацией акриламида^ в водном растворе или водно-спиртовой среде в присутствии смеси персульфата аммония и метагидросульфата калия с последующим осаждением и очисткой образующегося продукта. Реакция полимеризации идет с выделением тепла (81,7 кДж/моль акриламида). Полиакриламид представляет собой белый порошок, хорошо растворимый в воде; плохо (около 1%) – в этиленгликоле, глицерине, ледяной уксусной и молочной кислотах; не растворим в ацетоне, гексане, метиловом и этиловом спиртах; набухает в пропиленгликоле, морфолине и пропионовой кислоте. Хорошо совмещается со многими природными и синтетическими растворимыми в воде полимерами, смешивается с поверхностно-активными веществами. При нагревании выше 100⁰С постепенно разлагается с уменьшением содержания азота в полимере. Широко используется для стабилизации латексов и увеличения адгезии клея на основе крахмала и казеина.

При работе с полиакриламидом могут наблюдаться сосудистые и эндокринные расстройства, что отчасти объясняется использованием в качестве растворителя диметилформамида. Вентиляционные выбросы и сточные воды необходимо подвергать дегазации и очистке.

Полиакрилонитрил (поливинилцианид) получают методом эмульсионной радикальной полимеризации акрилонитрила в присутствии перекисных инициаторов или диазосоединений. Его можно палучать в массе и растворе. В зависимости от условий полимеризации образуются полимеры с молекулярной массой 20-350 тыс. Полимер представляет собой неплавкий и труднорастворимый аморфный продукт, не набухающий и не растворяющийся в обычных растворителях, но растворяющийся в диметилформамиде, динитриле янтарной кислоты, концентрированных водных растворах бромида лития, хлорида цинка, роданида калия и натрия, водном нитрометане, концентрированной серной кислоте. При действии на него радиоактивных излучений происходит выделение газообразных продуктов и разрушение боковых групп.

В процессе нагревания полимер изменяет цвет, уменьшается его растворимость. При температуре 220-230⁰С он размягчается и начинает разлагаться с образованием газообразных продуктов, главным образом аммиака. При температуре 270⁰С выделяется HCN, происходит сшивание макромолекул, в результате чего полимер теряет растворимость. При температуре выше 700⁰С он превращается в полимер циклического строения. Ход пиролиза и структура образующихся продуктов зависят от условий и природы окружающей атмосферы. При термической обработке тканей из ПАН в азоте и воздухе получается продукт, выдерживающий пламя горелки. Недостатками ПАН являются его хрупкость и трудность переработки, поскольку его размягчение сопровождается деструкцией и сшиванием. Используется в качестве компонента в составах для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы.

Акрилонитрил легко сополимеризуется с винил- и винилиденхлоридом, винилацетатом, стиролом, эфирами акриловой и метакриловой кислот, изобутиленом, бутадиеном, винилпиридином и другими мономерами. Каждый из полимеров имеет свои достоинства. Акрилонитрил повышает температуру размягчения полимеров, поверхностную твердость, увеличивает разрушающее напряжение при изгибе и химическую стойкость.

На основе акрилонитрила и бутадиена получены маслостойкие бутадиен-нитрильные каучуки типа СКН. Сополимеры акрилонитрила с ММА обладают высокой стойкостью к органическим кислотам, поверхностной твердостью и низким водопоглощением. Один из них (НАКМА) описан выше.

Сополимеры акрилонитрила со стиролом отличаются повышенной теплостойкостью и устойчивостью к атмосферным воздействиям, а с винилацетатом – хорошей адгезией и эластичностью.