Acrilonitrila: estrutura, propriedades, produção, usos

A acrilonitrila é um composto orgânico essencial na produção de fibras sintéticas, plásticos e resinas. Sua estrutura química consiste em um grupo ciano ligado a um grupo vinil, sendo um monômero chave na fabricação do poliacrilonitrila (PAN). Suas propriedades incluem alta resistência mecânica, resistência a produtos químicos e estabilidade térmica. A produção de acrilonitrila é realizada principalmente pela amoxidação do propileno ou pela reação entre amônia, propileno e oxigênio. Seus principais usos incluem a fabricação de fibras acrílicas, plásticos de engenharia, adesivos e resinas.

Acrilonitrila: qual sua utilidade e aplicações na indústria e na vida cotidiana?

A Acrilonitrila é um composto químico de fórmula molecular C3H3N, também conhecido como vinil cianeto. É um líquido incolor de odor desagradável amplamente utilizado na indústria para a produção de fibras acrílicas, resinas e plásticos. Apesar de ser tóxico e inflamável, a acrilonitrila desempenha um papel fundamental em diversos setores.

Produzida através da amônia e do propileno, a acrilonitrila possui uma estrutura molecular que a torna ideal para a fabricação de fibras acrílicas de alta resistência e durabilidade. Além disso, suas propriedades químicas permitem a produção de resinas utilizadas na fabricação de adesivos, revestimentos e plásticos.

Na indústria têxtil, a acrilonitrila é utilizada na produção de tecidos sintéticos, como o acrílico, que são resistentes a rugas e de fácil manutenção. Já na indústria de plásticos, é empregada na fabricação de embalagens, tubos e outros produtos que necessitam de alta resistência mecânica e química.

Na vida cotidiana, a acrilonitrila está presente em diversos objetos do nosso dia a dia, como roupas, tapetes, carpetes, garrafas plásticas, entre outros. Sua versatilidade e resistência tornam-na uma escolha popular para aplicações que exigem durabilidade e facilidade de limpeza.

Apesar de seus potenciais riscos à saúde e ao meio ambiente, quando utilizada de forma responsável, a acrilonitrila pode oferecer soluções inovadoras e sustentáveis para diversas aplicações.

Conheça as características do plástico ABS e suas propriedades mais importantes.

Conheça as características do plástico ABS e suas propriedades mais importantes. O ABS, ou Acrilonitrila Butadieno Estireno, é um polímero termoplástico amplamente utilizado na indústria devido às suas excelentes propriedades mecânicas e químicas.

Acrilonitrila é um monômero utilizado na produção do ABS, juntamente com o butadieno e o estireno. A estrutura do ABS é formada por cadeias de polímeros compostas por esses monômeros, o que confere ao material uma resistência e tenacidade superiores.

Uma das propriedades mais importantes do ABS é a sua resistência ao impacto, o que o torna ideal para aplicações que exigem durabilidade e resistência a choques. Além disso, o ABS é resistente a altas temperaturas e possui boa estabilidade dimensional, o que o torna adequado para uso em peças que precisam suportar condições extremas.

O ABS é amplamente utilizado na indústria automotiva, na fabricação de eletrônicos, brinquedos, eletrodomésticos e produtos de consumo em geral. Sua versatilidade e propriedades únicas o tornam um dos plásticos mais populares no mercado.

Sua estrutura polimérica proveniente da acrilonitrila, butadieno e estireno o torna um dos plásticos mais versáteis e amplamente utilizados na indústria.

Principais características do acrilonitrila butadieno: resistência, flexibilidade e durabilidade.

O acrilonitrila butadieno, também conhecido como NBR, é um elastômero sintético amplamente utilizado devido às suas excelentes propriedades. Sua estrutura molecular é composta por unidades de acrilonitrila e butadieno, o que lhe confere uma combinação única de características.

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Uma das principais características do acrilonitrila butadieno é a sua resistência a diversos agentes químicos, como óleos, graxas e solventes. Isso o torna ideal para aplicações em que é necessário suportar ambientes agressivos, garantindo a integridade do material.

Além disso, o NBR apresenta alta flexibilidade, o que permite a sua utilização em uma variedade de aplicações que exigem movimentação e deformação sem comprometer a sua performance. Sua capacidade de se adaptar a diferentes formas e movimentos o torna um material versátil e durável.

Por fim, a durabilidade do acrilonitrila butadieno é outra característica importante a ser destacada. Sua resistência ao desgaste e à abrasão faz com que seja uma escolha confiável para aplicações que exigem longa vida útil e baixa manutenção.

Sua resistência, flexibilidade e durabilidade o destacam como uma escolha confiável para aplicações que exigem alto desempenho e longa vida útil.

Usos da poliacrilonitrila na indústria têxtil, química e médica: descubra suas aplicações.

A poliacrilonitrila é um polímero sintético amplamente utilizado em várias indústrias devido às suas propriedades únicas. Na indústria têxtil, a poliacrilonitrila é comumente usada na produção de fibras acrílicas, que são conhecidas por sua maciez, resistência e durabilidade. Essas fibras são frequentemente utilizadas na fabricação de roupas, cobertores e tecidos para estofamento.

Na indústria química, a poliacrilonitrila é utilizada como matéria-prima na produção de resinas acrílicas, que são amplamente empregadas na fabricação de tintas, adesivos e revestimentos. Essas resinas possuem excelente resistência química e adesão, tornando-as ideais para uma variedade de aplicações industriais.

Na indústria médica, a poliacrilonitrila é utilizada na fabricação de membranas de diálise, que são empregadas no tratamento de pacientes com insuficiência renal. Essas membranas possuem alta permeabilidade e seletividade, permitindo a remoção eficiente de toxinas e resíduos do sangue.

Seja na indústria têxtil, química ou médica, a poliacrilonitrila continua a ser uma escolha popular para uma variedade de aplicações.

Acrilonitrila: estrutura, propriedades, produção, usos

Acrilonitrila: estrutura, propriedades, produção, usos

O acrilonitrilo é um composto orgânico que é condensado fórmula CH 2 CHCN. É um dos nitrilos mais simples que existem. Química e estruturalmente, é apenas o produto da união entre um grupo vinilo, CH 2 = CH-, e um grupo nitrilo, ciano ou cianeto, C = N. É uma substância com grande repercussão industrial no mundo dos plásticos.

Fisicamente, é um líquido incolor, com um certo cheiro de cebola, e que em estado impuro apresenta tons amarelados. É altamente inflamável, tóxico e possivelmente cancerígeno, motivo pelo qual é classificado como uma substância extremamente perigosa. Ironicamente, fabrica plásticos e brinquedos do cotidiano, como tupperware e blocos de Lego.

Em escalas industriais, o acrilonitrila é produzido através do Processo Sohio, embora existam muitos outros métodos menos lucrativos pelos quais também pode ser sintetizado. Quase toda a quantidade produzida é destinada à fabricação de plásticos, à base de homopolímeros, como o poliacrilonitrila, ou em copolímeros, como o acrilonitrila-butadieno-estireno.

Estrutura em acrilonitrila

Na imagem superior, temos a molécula de acrilonitrila representada com um modelo de esferas e barras. Esferas pretas correspondem a átomos de carbono, enquanto esferas brancas e azuis correspondem a átomos de hidrogênio e nitrogênio, respectivamente. O extremo esquerdo, CH 2 = CH- corresponde ao grupo vinilo, e à direita, para o grupo ciano, C = N.

A molécula inteira é plana, uma vez que os átomos de carbono do grupo vinil ter sp 2 hibridação . Enquanto isso, o carbono do grupo ciano tem hibridação sp, estando próximo ao átomo de nitrogênio em uma linha que fica no mesmo plano que o resto da molécula.

O grupo CN contribui polaridade para a molécula, de modo que o CH 2 CHCN molécula estabelece um dipolo permanente, onde a maior densidade de electrões é dirigido para o átomo de azoto. Portanto, as interações dipolo-dipolo estão presentes e são responsáveis ​​pelo acrilonitrila ser um líquido que ferve a 77 ºC.

As moléculas de CH 2 CHCN são planas, e espera-se que seus cristais (solidificados a -84 ºC) estejam dispostos um em cima do outro, como folhas ou folhas de papel, para que seus dipolos não se repelam.

Propriedades

Aparência física

Líquido incolor, mas com tons amarelados quando apresenta algumas impurezas. Nesse caso, eles recomendam a destilação antes do uso. É volátil e também possui um odor intenso a cebola.

Massa molar

53.064 g / mol

Ponto de fusão

-84 ºC

Ponto de ebulição

77 ºC

Ponto de inflamação

-5 ºC (copo fechado)

0 ºC (copo aberto)

Temperatura de auto-ignição

481 ºC

Densidade

0,81 g / cm 3

Densidade do vapor

1,83 em relação ao ar.

Pressão de vapor

109 mmHg a 25 ºC

Solubilidade

Na água apresenta uma solubilidade de 74 g / L a 25 ºC. O acrilonitrila também é consideravelmente solúvel em acetona, éter de petróleo, etanol, acetato de etila e benzeno.

Decomposição

Quando decomposto termicamente, libera gases tóxicos do cianeto de hidrogênio, óxidos de carbono e óxidos de nitrogênio.

Produção

Processo Sohio

O acrilonitrila pode ser produzido em escalas massivas por inúmeras reações e processos químicos. De todos eles, o Processo Sohio é o mais utilizado, que consiste na munição catalítica do propileno. Em um reator de leito fluidizado, o propileno é misturado com ar e amônia a uma temperatura em torno de 400 e 510 ºC, onde reagem a catalisadores sólidos.

Os reagentes entram no reator apenas uma vez, com a seguinte reação:

2CH 3 -CH = CH 2  + 2 NH 3  + 3 O 2  → 2 CH 2 = CH – C = N + 6 H 2 O

Observe que o oxigênio é reduzido a água, enquanto o propileno é oxidado em acrilonitrila. Daí o nome ‘munição’, pois é uma oxidação que envolve a participação de amônia.

Processos alternativos

Além do Processo Sohio, outras reações podem ser mencionadas que permitem a obtenção de acrilonitrila. Obviamente, nem todos são escaláveis, ou pelo menos lucrativos o suficiente, nem produzem produtos com alto desempenho ou pureza.

O acrilonitrila é sintetizado a partir de propileno novamente, mas reagindo com óxido nítrico em catalisadores de PbO 2 -ZrO 2 na forma de aerogel. A reação é a seguinte:

 4 CH 3 -CH = CH 2  + 6 NO → 4 CH 2 = CH – C = N + 6 H 2 O + N 2

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Uma reação que não envolve propileno é aquela que começa com óxido de etileno, que reage com cianeto de hidrogênio para se transformar em etileno cianoidrina; e subsequentemente, é desidratado a uma temperatura de 200 ºC no acrilonitrila:

EtO + HCN → CH 2 OHCH 2 NC

CH 2 OHCH 2 CN + Q (200 ºC) → CH 2 = CH – C = N + H 2 S

Outra reação muito mais direta é a adição de cianeto de hidrogênio no acetileno:

HC≡CH + HCN → CH 2 = CH – C = N

No entanto, muitos subprodutos são formados, de modo que a qualidade do acrilonitrila é inferior à do processo Sohio.

Além das substâncias acima mencionadas, lactonitrila, propionitrila e propanal ou propaldeído também servem como materiais de partida para a síntese de acrilonitrila.

Formulários

O acrilonitrila é uma substância indispensável para a indústria de plásticos. Vários de seus plásticos derivados são altamente conhecidos. É o caso do copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS), com o qual são fabricadas peças de Lego. Também temos fibras acrílicas, fabricadas com o homopolímero de poliacrilonitrila (PAN).

Entre outros plásticos que contêm acrilonitrila como monômero, ou que dependem dele para sua fabricação, temos: estireno acrilonitrila (SAN), acrilonitrila butadieno (NBR), acrilonitrila estireno acrilato (ASA), poliacrilamida e borrachas sintéticas e resinas nitrílicas.

Praticamente qualquer polímero natural, como o algodão, pode ser modificado incorporando acrilonitrila em suas estruturas moleculares. Assim, são obtidos derivados de nitrila, o que torna a química do acrilonitrila muito ampla.

Um de seus usos fora do mundo dos plásticos é como pesticida misturado ao tetracloreto de carbono. No entanto, devido ao seu terrível impacto no ecossistema marinho, esses pesticidas foram proibidos ou sujeitos a restrições severas.

Riscos

O acrilonitrilo é uma substância perigosa, pelo que deve ser manuseado com extremo cuidado. Qualquer exposição inadequada ou excessivamente longa a esse composto pode ser letal, por inalação, ingestão ou contato físico.

Deve ser mantido o mais longe possível de qualquer fonte de calor, pois é um líquido volátil e altamente inflamável. Também não deve estar em contato com a água, pois reage violentamente com ela.

Além disso, é uma substância possivelmente cancerígena, que tem sido associada a cânceres do fígado e pulmão. Aqueles que foram expostos a essa substância têm níveis aumentados de tiocianato excretado na urina e cianetos no sangue devido ao metabolismo do acrilonitrila.

Referências

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