Synthesis and Thermal Behavior of Polyacrylonitrile/Vinylidene Chloride Copolymer

Síntesis y comportamiento térmico del copolímero de poliacrilonitrilo/cloruro de vinilideno

La fibra de poliacrilonitrilo engloba una amplia gama de productos basados en el acrilonitrilo (AN), que se copolimeriza fácilmente con una amplia gama de monómeros etilénicos insaturados dando lugar a polímeros con diferentes características y aplicaciones. Dichos productos pueden diseñarse para soluciones rentables, resistentes a la llama y al calor, para la industria textil, la aeronáutica y los mercados de automoción. En el presente trabajo se copolimerizó acrilonitrilo con cloruro de vinilideno (VDC) mediante un proceso convencional de polimerización en suspensión por sistema redox, con un contenido inicial del 10%/masa del monómero VDC. El peso molecular medio del copolímero se obtuvo por cromatografía de permeación en gel (GPC) y por análisis de viscosidad intrínseca. 

Para controlar continuamente el proceso de polimerización, se realizó un análisis cualitativo y cuantitativo del contenido de cloruro en la estructura del copolímero PAN AN/VDC mediante las técnicas de fluorescencia de rayos X y valoración potenciométrica. Se encontró una buena correlación entre estas dos técnicas, lo que condujo a una verificación directa del VDC en la estructura del polímero. El comportamiento térmico del copolímero PAN AN/VDC se llevó a cabo mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis termogravimétrico (TGA). Los resultados mostraron que los monómeros VDC presentaban una reacción casi estequiométrica con el acrilonitrilo, copolimerizando alrededor del 90% de su masa inicial. El VDC cambió significativamente el comportamiento térmico del poliacrilonitrilo, disminuyendo la temperatura de degradación del polímero en unos 40-50ºC.

INTRODUCCIÓN

La humanidad busca constantemente desarrollos tecnológicos basados en materiales innovadores que sean más fuertes, ligeros, seguros, amigables con el medio ambiente y sostenibles. Las fibras de nueva generación, que tienen propiedades superiores como alta resistencia, alta resistencia a la temperatura y retardantes de llama, son una clase de productos de notable importancia en el desarrollo de productos textiles innovadores.

Varios tipos de polímeros tienen propiedades específicas para la resistencia a la llama, comportamiento retardante de llama y comportamiento ignífugo. Varga y Masson mencionaron que se pueden crear fibras de baja combustibilidad desarrollando un material base que pueda generar una cantidad significativa de residuo sólido carbonizado, prevenir la propagación de la llama y, simultáneamente, producir un mínimo de volátiles inflamables. En general, las fibras termoplásticas de poliamida, poliésteres y acrílicas, que contienen átomos halogenados altamente reactivos en la cadena principal del polímero, como cloro o bromo, cumplen con estos requisitos.