Нитрил акриловой кислоты

Полиакрилонитрильные волокна

Полиакрилонитрильные волокна нитрон (в СССР), Orlon (DuPont), Dralon (Dralon GmbH) получают из полиакрилонитрила или из сополимеров акрилонитрила с другими виниловыми мономерами (метакрилатом, винилацетатом и др.). Волокна формуют из раствора сухим или мокрым способом. В основном нитрон вырабатывают в виде штапельного волокна.

Полиакрилонитрильные волокна обладают достаточно высокой прочностью (разрывное напряжение 250—400 МПа), которую можно увеличить при дополнительном вытягивании, и сравнительно большой растяжимостью (22—35 %). Благодаря низкой гигроскопичности эти свойства во влажном состоянии не изменяются.

Нитроновые волокна имеют максимальную светостойкость. В условиях комбинированного воздействия, солнечного света, дыма, копоти, воды, кислот и т. п., в которых гидратцеллюлозные волокна полностью разрушаются, полиакрилонитрильные волокна теряют прочность всего на 15 %. Эти волокна характеризуются также высокой термостойкостью: в процессе длительного выдерживания при температуре 120—130° С они практически не изменяют своих свойств.

К недостаткам полиакрилонитрильных волокон следует отнести их низкую гигроскопичность, сравнительно большую жесткость и малую устойчивость к истиранию.

Нитроновые волокна имеют шерстоподобный вид, низкую теплопроводность, показатели которой близки к теплопроводности шерсти. Они обладают инертностью к загрязнителям, поэтому изделия из них легко очищаются. Используются нитроновые волокна главным образом как заменители шерсти при производстве ковров, искусственного меха, как теплоизоляционный материал и добавка к шерстяным волокнам.

Для изменения свойств волокон используют различные методы модификации, в частности синтез сополимеров, синтез привитых сополимеров, формование из смеси полимеров. В результате модификации улучшается окрашиваемость, повышается гидрофильность, эластичность волокон, устойчивость их к истиранию и многократным деформациям.

Опасность для человека

Реальная опасность, которую может представлять АБС-пластик для человека, может возникнуть в нескольких случаях:[источник не указан 2258 дней]

1. Нагрев (образуются пары ядовитого акрилонитрила) материала во время производства (литьё, экструзия). Необходимы закрытые специальные боксы с мощными вытяжками и дистанционное управление процессом. Но вред от использования АБС-пластика при изготовлении прототипов по технологии 3D-печати, часто преувеличивается. При печати происходит единовременный расплав очень небольшого количества пластика. В свою очередь, ПДК с.с. акрилонитрила всего 0,5мг/м3, добиться такой концентрации при помощи одного работающего принтера в негерметичном помещении сложно.
2. Использование для пищи, в лучшем случае, только холодные продукты (не нагревать!). Недопустим алкоголь — так как вещества вступают во взаимодействие по аналогии с нагреванием, и выделяется стирол.
3. Использование при взаимодействии с биоматериалом (в медицине).

Подробнее о «Проп-2-енонитрил»

Информационная карта «Проп-2-енонитрил» —
13.07.2020 была частично изменена в поисковой базе.

Регистрационый номер:
ВТ-000422

Химическое название вещества по IUPAC:
Проп-2-енонитрил

Наименование технического продукта CAS:

Структурная формула:
C₃H₃N

Синонимы:
Акрилонитрил; винил цианистый; нитрил акриловой кислоты; цианоэтилен; винилцианид; Acrylonitrile; 2-Propenenitrile

Торговые названия:
Нитрил акриловой кислоты технический

Регистрационные номера:
Роспотребнадзор:

РПОХВ:
ВТ-000422
CAS:
107-13-1
RTECS:
AT5250000
EC:
203-166-5

Дата регистрации:
03.04.1995 г.

Дата актуализации:
16.05.2019 г.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
Химическая, текстильная промышленность

АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ:

жидкое

Точка кипения:

77,0 — 77,4 °C

Точка плавления:

(-83,55)-(-82) °C

Форма выпуска:
Жидкость

Средства индивидуальной защиты:

респиратор;защитные очки;перчатки;другое

Меры при разливе и рассыпании:

Собрать и передать на утилизацию

Утилизация:

Дезактивация

Опасность воспламенения и горения:

Легковоспламеняющаяся жидкость

Температура вспышки:

о.т.:

з.т.:

-5

Кумулятивность:

умеренная

Клиническая картина острого отравления:
Головная боль, головокружение, возбуждение, сменяющееся угнетением, изменение ритма дыхания, частоты сердечных сокращений, непроизвольное моче- и калоотделение, тошнота, рвота, синюшность кожных покровов и видимых слизистых оболочек, клонические судороги

Центральная нервная, эндокринная и дыхательная системы, желудочно-кишечный тракт, система крови, почки, печень, кожа, глаза. Метгемоглобинообразователь.

Раздражающее действие:

На кожу:
да.На глаза:
да.

Кожно-резорбтивное действие:

да

Сенсибилизирующее действие:

да

Репротоксическое действие:

да

Тератогенное действие:

да

Мутагенное действие:

да

Канцерогенное действие — человек:

не установлено

Канцерогенное действие — животные:

да

Первая помощь при отравлениях:

При вдыхании — свежий воздух, покой, тепло. При раздражении верхних дыхательных путей — содовые или масляные с ментолом ингаляции. При попадании через рот — обильное питье воды, активированный уголь, солевое слабительное. При попадании на кожу — немедленно смыть теплой водой с мылом. Пораженные участки, особенно при ожогах, смазать 1% спиртовым раствором бриллиантового зеленого или метиленового синего. При попадании в глаза — промыть проточной водой в течение 15 мин. Обратиться за медицинской помощью.

Гигиенические нормативы

Метод определения:

Раб.з. — фотометрический, 0,27 мг/м3. Методические указания по измерению концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны.-М., 1986.- Вып.21.- №3995-86.-С.288. Атм.в. — газохроматографический, 0,025 мг/м3. Муравьева С.И. и др. Справочник по контролю вредных веществ в воздухе.- М., Химия, 1988.-С.284.

Экологические нормативы

ПДК рыб.хоз. (мг/л)

0,01 , сан.-токс., 3 класс опасности

Производство

Большая часть промышленного акрилонитрила произведена каталитическим ammoxidation пропилена, также известного как процесс Sohio. В 2002 способность мирового производства была оценена в 5 миллионах тонн в год. Ацетонитрил и водородный цианид — значительные побочные продукты, которые восстановлены для продажи. Фактически, 2008-2009 нехватки ацетонитрила была вызвана уменьшением, пользующимся спросом для акрилонитрила.

:2CH-CH=CH + 2NH + 3O → 2CH=CH-C≡N + 6HO

В процессе Sohio пропилен, аммиак и воздух (окислитель) переданы через реактор кипящего слоя, содержащий катализатор в 400–510 °C и 50–200 kPag. Реагенты проходят через реактор только однажды, прежде чем быть подавленным в водной серной кислоте. Избыточный пропилен, угарный газ, углекислый газ и dinitrogen, которые не распадаются, выражены непосредственно к атмосфере или сожжены. Водный раствор состоит из акрилонитрила, ацетонитрила, hydrocyanic кислота и сульфат аммония (от избыточного аммиака). Колонка восстановления удаляет оптовую воду, и акрилонитрил и ацетонитрил отделены дистилляцией. Исторически, один из первых успешных катализаторов был висмутом phosphomolybdate поддержанный на кварце как разнородный катализатор. Дальнейшее совершенствование было с тех пор сделано.

Пиролиз полиакрилонитрила

Полиакрилонитриловое волокно также является сырьём для производства углеволокна путём окислительного пиролиза и стабилизации в инертном газе. Однако данный способ слабо оправдан экономически из-за дороговизны полиакрилонитрила, а также экологически — из-за выделения чрезвычайно токсичных веществ.

Процесс проводят в две стадии: первая — нагрев на воздухе при 180—300°. При этом происходит поглощение кислорода и при температуре ~220 °C выделение воды и аммиака и далее при ~270 °C — синильной кислоты. В ходе этой стадии окислительного пиролиза происходит внутримолекулярная и межмолекулярная циклизация, в результате внутримолекулярной циклизации возникают участки полимера с лестничной структурой, межмолекулярная циклизация приводит к сшивке цепей линейного полимера с образованием черного пространственно-сшитого полимера, который, в отличие от исходного полиакрилонитрила, неплавок и нерастворим.

На второй стадии полученный в результате окислительного пиролиза сшитый полимер нагревают до 1000—2000 °C в среде инертного газа, получая углеволокно.

Мировой рынок АБС-пластика

Динамика и объём мощности

• По итогам 2006 года, производственные мощности АБС-пластик на мировом рынке достигли 8 млн тонн, при этом по итогам данного периода потребление находилось на уровне 72 % от возможного объёма производства.
• Средний ежегодный темп роста мирового рынка АБС-пластика до 2010 оценён в 5,5 %.

География

• Мировое производство АБС-пластика до восьмидесятых годов концентрировалось в основном в США. С середины 1980-х началось смещение мирового рынка АБС-пластика в страны Азии.
• На середину 2010-х годов основными мировыми регионами потребления являются страны Азии (около 55 % Китай, 7 % другие страны ЮВА), Западная Европа (8 %) и Северная Америка (9 %). В странах Юго-Восточной Азии АБС во многих областях вытесняет ударопрочный полистирол.
• На 2012 год возможности производства ABS оценивались в 9.5 млн тонн, 80% мощностей находились в Азии. Международная торговля пластиком превышала 9 млрд долларов.

Производители

В настоящее время[когда?] в мире существует 48 производителей АБС-пластика. Наиболее крупные из них:

• Chi Mei Corporation, Formosa, Dow, Grand Pacific на Тайване;
• LG Chemicals, BASF, Lanxess, Samsung Cheil Industries в Республике Корея;
• Techno Polymer в Японии;
• Dow Chemicals, Polimeri Europe, Ineos в Европе;
• ПАО «Нижнекамскнефтехим», ОАО «Пластик» в России.

Указанным производителям из Тайваня, Кореи и Японии по итогам 2005 года принадлежит около 74 % мирового производства АБС-пластика.

В апреле 2013 года производство АБС-пластиков объёмом 60 тыс. тонн в год было запущено на территории объединения ПАО «Нижнекамскнефтехим» в городе Нижнекамске Республики Татарстан. Также АБС-пластики производит ОАО «Пластик» в городе Узловая Тульской области.

Химические свойства

Обладает химическими свойствами карбоновых кислот: взаимодействует с активными металлами, основаниями, с солями более слабых кислот с образованием солей, со спиртами с образованием сложных эфиров.

Акриловая кислота образует соли, хлорангидрид, ангидриды, сложные эфиры, амиды и пр. Она вступает в реакции присоединения, характерные для этиленовых углеводородов. При действии амальгамы натрия в водном растворе и гидрировании в жидкой фазе в присутствии Ni, Pt, Pd в пропионовую кислоту. Присоединение протонных кислот, воды и NH₃ происходит против правила Марковникова с образованием замещённых производных. Как диенофил акриловая кислота участвует в диеновом синтезе. Конденсируется с солями арилдиазония (реакция Меервейна):

n-ClC₆H₄N₂Cl + CH₂=CH−COOH → n-ClC₆H₅−CH=CH−COOH + N₂

При УФ-облучении или в кислых водных растворах (рН = 1), а также в присутствии инициаторов полимеризации образует полиакриловую кислоту ([−СН₂−СН(СООН)−]_n).

Применение

Для предотвращения полимеризации при хранении добавляют ингибитор — гидрохинон

Перед использованием перегоняют с особой осторожностью — возможна взрывоподобная полимеризация.. Акриловая кислота и её производные используются при производстве акриловых эмульсий для лакокрасочных материалов, пропитки тканей и кожи, в качестве сырья для полиакрилонитрильных волокон и акриловых каучуков, строительных смесей и клеев

Значительная часть акриловой кислоты используется также при производстве суперабсорбентов.

Акриловая кислота и её производные используются при производстве акриловых эмульсий для лакокрасочных материалов, пропитки тканей и кожи, в качестве сырья для полиакрилонитрильных волокон и акриловых каучуков, строительных смесей и клеев. Значительная часть акриловой кислоты используется также при производстве суперабсорбентов.

В производстве полимеров широко применяют сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот, главным образом метиловые эфиры: метилакрилат и метилметакрилат.

definition — Акрилонитрил

of Wikipedia

   Advertizing ▼

Wikipedia

Акрилонитрил

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Перейти к: ,

Акрилонитрил (цианистый винил , НАК), CH₂=CH-C≡N — Нитрил акриловой кислоты

Получение и применение

Акрилонитрил впервые был получен в 1893 году дегидратацией оксидом фосфора этиленциангидрина:

CH₂(OH)CHCN → CH₂=CHCN + H₂O

Первым промышленным методом его поучения было взаимодействие окиси этилена с HCN:

(CH₂-CH₂)O + HCN → CH₂(OH)CHCN → CH₂=CHCN + H₂O

Промышленное использование началось в 1930 году, когда был получен стойкий к химическим воздействиям каучук.

В 40-х годах прошлого века стал применяться другой способ синтеза:

C₂H₂ + HCN → CH₂=CHCN

Начиная с 60-ых годов, альтернативу вышеуказанному способу составил так называемый Sohio-процесс (катализатор — фосфомолибдат висмута):

CH₂=CH-CH₃ + NH₃ + 3/2O₂ → CH₂=CHCN + 3H₂O

Применяется при производстве некоторых видов синтетического каучука. Путем полимеризации акрилонитрила и последующего прядения получают синтетическое волокно нитрон.

Безопасность

Взрыво- и пожароопасность

Легко воспламеняется от искр и пламени, разлитая жидкость выделяет воспламеняющиеся пары, образующие с воздухом взрывоопасные смеси. Ёмкости могут взрываться при нагревании. В порожних ёмкостях образуются взрывоопасные смеси, существует также опасность взрыва паров на воздухе и в помещении.

Опасность для человека

Опасен при вдыхании, ядовит при приёме внутрь — вплоть до смертельного исхода. Пары вызывают раздражение слизистых оболочек и кожи. Действует через неповреждённую кожу. При горении образуются ядовитые газы.

Симптомы поражения

Головная боль, головокружение, слабость, тошнота, рвота, одышка, потливость, сердцебиение, понижение температуры тела, ослабление пульса, судороги, потеря сознания, покраснение и жжение кожи.

Необходимые действия при аварийной ситуации

Общего характера. Удалить посторонних. Держаться с наветренной стороны. Избегать низких мест. Изолировать опасную зону и не допускать посторонних. В зону аварии входить только в полной защитной одежде. Соблюдать меры пожарной безопасности. Пострадавшим оказать первую доврачебную помощь. Отправить людей из очага поражения на медобследование.

При утечке и разливе. Не прикасаться к пролитому веществу. Устранить источники огня, искр

При наличии специалистов устранить течь, если это не представляет опасности, или перекачать содержимое в исправную ёмкость с соблюдением мер предосторожности. При интенсивной утечке оградить земляным валом разлившуюся жидкость, перекачать в авто- или железнодорожную цистерну

Изолировать район в радиусе 200 метров, пока пары не рассеются. Вызвать на место аварии пожарную службу. Использовать распылённую воду для осаждения паров. Не допускать попадания вещества в водоёмы, подвалы, тоннели, канализацию. В случае загрязнения воды, сообщить дорожной СЭС. Вынести повреждённые упаковки в безопасное место, перелить в запасную ёмкость. Эвакуировать людей из зоны, подвергнувшейся опасности заражения ядовитыми парами. Зона эвакуации 1 км. Небольшие утечки обработать смесью: 2 объёма 10 % раствора железного купороса и 1 объём 10 % раствора гашёной извести. Произвести нейтрализацию и обезвреживание остатков вещества и поражённого участка, транспортных средств, железнодорожного полотна.

При пожаре. Изолировать опасную зону в радиусе 800 метров. Убрать из зоны пожара, если это не представляет опасности. Не приближаться к горящим ёмкостям. Охлаждать ёмкости водой с максимального расстояния. Тушить огонь с максимального расстояния мелкораспылённой водой, механической, химическими пенами.

При возгорании. Использовать сухой песок, землю, кошму, покрывало и другие подручные средства. Пользоваться огнетушителями марки ОП, ОУ.

Меры первой помощи при поражении

1. Доврачебная: Вынести на свежий воздух. Обеспечить тепло и покой. Дать кислород. Нюхать амилнитрит на ватке в течение 15-30 секунд, повторить через 2-3 минуты.
2. Первая врачебная:
   • При падении АД — эфедрин 5 % 1 мл подкожно или внутримышечно;
   • Кордиамин 10 % — 1-2 мл;
   • Кофеина 1-2 мл;
   • Преднизолон 80-100 мг внутривенно капельно;
   • Полиглюкин;
   • Промыть желудок водой (10 — 12 л) через зонд.
   • При судорогах — гексенал, седуксен.

Нитрилы карбоновых кислот

От других функциональных производных карбоновых кислот нитрилы отличаются отсутствием карбонильной группы.

Общая формула нитрилов — R-С≡N

Номенклатура

Ациклические соединения R-CN называют по названию углеводорода с соответствующим количеством углеродных атомов, включая углеродный атом группы -С≡N, к которому добавляют суффикс – нитрил. А также от названий ацильных остатков карбоновых кислот, к которым добавляется суффикс -нитрил:

Названия нитрилов также можно образовывать из названий карбоновых кислот заменой окончания –карбоновая кислота на –карбонитрил:

Способы получения

1. Дегидратация амидов

Нитрилы получают дегидратацией амидов при нагревании с сильными водоотнимающими средствами — оксидом фосфора (V) P₂O₅ или трихлороксидом фосфора POCl₃:

2. Взаимодействие галогеналканов с цианидами щелочных металлов

Нитрилы можно получить при взаимодействии галогеналканов с солями циановодородной кислоты:

Характеристика реакционной способности

Реакционная способность нитрилов обусловлена наличием в их структуре цианогруппы -С≡N. Цианогруппа имеет линейное строение, атомы углерода и азота находятся в sp-гибридизации и образуют между собой полярную тройную связь, электронная плотность которой смещена к атому азота.

Проявляя отрицательный индуктивный эффект (-I-эффект), цианогруппа смещает на себя электронную плотность с углеводородного радикала и тем самым увеличивает подвижность атомов водорода при α— углеродном атоме (СН-кислотность).

По месту разрыва тройной связи нитрилы вступают в реакции нуклеофильного присоединения, за счет α-углеродных атомов для них характерны реакции конденсации.

Химические свойства

1. Гидролиз нитрилов

При нагревании с водными растворами щелочей или кислот нитрилы гид-ролизуются с образованием карбоновых кислот.

Гидролиз идет в две стадии. Вначале по месту разрыва кратной связи присоединяется одна молекула воды, в результате чего образуются амиды, которые могут быть выделены в индивидуальном состоянии. Дальнейший гидролиз амидов приводит к карбоновым кислотам:

2. Восстановление нитрилов

При восстановлении нитрилов алюмогидридом лития (LiAlH₄) или водородом в присутствии катализатора образуются первичные амины:

 Отдельные представители

Ацетонитрил СН₃-С≡N — бесцветная жидкость со слабым эфирным запахом (т.кип.81,6С), смешивается с водой, этиловым спиртом, диэтиловым эфиром, ацетоном, CCl4 и другими органическими растворителями.

Ацетонитрил используется для растворения масел, жиров, лаков, эфиров целлюлозы, различных синтетических полимеров и неорганических солей, используется в производстве витамина B₁.

Токсичен, всасывается через неповрежденную кожу, опасен при попадании в глаза.

Акрилонитрил Н₂С=СН-С≡N — бесцветная или бледно желтая жидкость с характерным запахом миндаля или вишневых косточек (т.кип.77,3С), пары тяжелее воздуха. Растворяется в воде и многих органических растворителях.

Используют в производстве синтетического волокна (нитрон), бутадиен-нитрильного каучука, широко применяется в органическом синтезе.

Акрилонитрил относится к категории СДЯВ (сильнодействующих ядовитых веществ). Токсичное действие подобно цианидам.

Акрилонитрил необратимо связывается с белками, РНК и ДНК различных тканей. Опасен при вдыхании, ядовит при приёме внутрь — вплоть до летального исхода. Пары вызывают раздражение слизистых оболочек и кожи. Действует через неповреждённую кожу. При горении образуются ядовитые газы.

Малонодинитрил N≡С-СН₂-С≡N — белое кристаллическое вещество (т.пл.32С), малорастворим в воде, растворяется в органических растворителях. Малонодинитрил вступает в различные реакции конденсации с участием как цианогрупп, так и активной метиленовой группы.

Малононитрил обладает высокой реакционной способностью, широко применяется в органическом синтезе для получения гетероциклических соединений. Используют в производстве витаминов B₁ и B₆, пестицидов, красителей. Его используют также как сшивающий агент для полимеров, добавку к смазочным маслам, стабилизирующую их вязкость, и комплексообразователь при извлечении золота.

Малононитрил высокотоксичен. Метаболизируются организмом до цианида и тиоцианата. Последствия вдыхания токсичных газов будут связаны с воздействием цианида.

Причиняет вред головному мозгу и сердцу, связанный с недостатком клеточного кислорода.

Рубрики: ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Использование

Акрилонитрил используется преимущественно в качестве мономера, чтобы подготовить полиакрилонитрил, homopolymer или несколько важных сополимеров, таких как акрилонитрил стирола (SAN), стирол бутадиена акрилонитрила (ABS), акрилат стирола акрилонитрила (ASA) и другие синтетические резиновые изделия, такие как бутадиен акрилонитрила (NBR). Димеризация акрилонитрила предоставляет adiponitrile, используемый в синтезе определенных полиамидов. Небольшие количества также используются в качестве фумиганта. Акрилонитрил и производные, такие как 2-chloro-acrylonitrile, являются dienophiles в реакциях Diels-ольхи. Акрилонитрил — также предшественник в промышленном изготовлении акриламида и акриловой кислоты.

Синтез и производство

Полиакрилонитрил в промышленности получают гомогенной (в водных растворах электролитов) либо гетерогенной (в водных эмульсиях) радикальной полимеризацией акрилонитрила.

При гомогенной полимеризации в качестве растворителя используют водные растворы хлорида цинка или роданида натрия, в качестве инициатора полимеризации чаще всего применяется 2,2′-азо-бис-изобутиронитрил. Скорость процесса существенно зависит от растворителя: так, если в водном растворе хлорида цинка длительность синтеза составляет 1—1,5 часа, то в диметилформамиде — 12—18 часов, растворители должны быть очищены от примесей, вызывающих обрыв цепи. Процесс ведут до степени конверсии мономера в 50—70 %, непрореагировавший акрилонитрил удаляют из реакционной смеси, при этом получается полимер с относительно узким молекулярно-массовым распределением.

Преимуществом гомогенной полимеризации является возможность непосредственного использования полученного раствора полиакрилонитрила для формирования полимерных волокон.

В случае гетерогенной полимеризации в качестве исходной реакционной смеси используется водная эмульсия акрилонитрила с содержанием 12—25 % мономера, в качестве инициатора полимеризации — персульфат аммония. Особенностью этого процесса, отличающего его от суспензионной полимеризации водонерастворимых мономеров (например, винилхлорида), является достаточно высокая растворимость акрилонитрила в воде (~7 %), что ведёт к тому, что в присутствии водорастворимого инициатора полимеризация идёт не только на поверхности капель мономера, но и в водном растворе. Это приводит к самоускорению процесса вплоть до степени конверсии ~20 % и образованию полимера с широким молекулярно-массовым распределением, полимеризацию завершают при степени конверсии акрилонитрила в 60—80 %, после чего полимер выделяется из суспензии, промывается и сушится.

По сравнению с гомогенным процессом при гетерогенной полимеризации получается полимер с более высокой средней молекулярной массой, при этом, за счет растворимости в акрилонитриле сомономеров, нерастворимых в условиях гомогенного процесса, можно более широко варьировать состав получаемых сополимеров.

Практически весь производимый полиакрилонитрил используется для получения полиакрилонитрильных волокон.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.