Polyacrylnitril

Polyacrylnitril, auch Polyacrylonitril (PAN) genannt, ist ein synthetischer, linearer Kunststoff, der durch Polymerisation des Monomers Acrylonitril entsteht. Die Wiederholungseinheit lautet [-CH2-CH(CN)-]. Durch die nitrilische Gruppe ist PAN stark polar und besitzt eine steife Kette, was zu hoher Festigkeit in Fasern und zu guter Wärmebeständigkeit beitragen kann.

Die Herstellung erfolgt überwiegend durch freies Radikal-Polymerisation von Acrylonitril. Industrieprozesse nutzen wässrige Systeme oder Emulsionen; Initiatoren wie Peroxide oder Azoverbindungen starten die Reaktion. Das entstandene PAN wird aus dem Reaktionsmedium gewonnen, getrocknet und in Form von Filamenten oder Spinnfasern weiterverarbeitet.

Eigenschaften: PAN ist in der Praxis in der Regel nicht schmelzbar und wird daher durch Spinnen aus Lösung oder Suspension verarbeitet. Es besitzt hohe Festigkeit und Steifigkeit in Fasern sowie gute chemische Beständigkeit. Die nitrilische Struktur verleiht der Polymersubstanz eine hohe Polarität, was die Haftung in Beschichtungen verbessert. PAN-Fasern lassen sich in bestimmten organischen Lösungsmitteln wie DMF, DMSO oder DMAc lösen; Wasser ist kein geeignetes Lösungsmittel.

Verwendung: PAN dient hauptsächlich als Textilfaser (unter Marken wie Orlon, Dralon) und als Vorläufermaterial für Kohlenstofffasern. Carbonfaserherstellung erfolgt durch Stabilisierung der PAN-Fasern in Luft und anschließende Karbonisierung bei hohen Temperaturen, wodurch kohlenstofffaserige Strukturen mit hoher Festigkeit entstehen. Darüber hinaus finden PAN-basierte Membranen Anwendung in der Gastrennung und Ultrafiltration, sowie in Beschichtungen und Filtrationsmedien.

Sicherheit: Das Monomer Acrylonitril ist giftig; PAN als Polymer ist relativ inert. Verarbeitung erfordert Schutzmaßnahmen gegen Dämpfe und Kontakt mit Monomer. Historisch trugen Orlon (DuPont) und Dralon (Hoechst) maßgeblich zur kommerziellen Verbreitung von PAN-Fasern bei.