Акрило — нитрильный мономер и его производные¶

Акрило — обобщающее название группы химических соединений и материалов, в основе которых лежит акриловая кислота (пропеновая кислота, C₃H₄O₂) и её производные — прежде всего акрилонитрил, метилметакрилат и акрилаты. В бытовом и профессиональном употреблении термин чаще всего относится либо к акриловым полимерам (полиакрилатам, полиметилметакрилату, АБС-пластику), либо к акриловым краскам, либо к волокну «акрил». Все эти материалы объединены общим химическим происхождением — они синтезируются из мономеров акрилового ряда, содержащих винильную группу, связанную с карбоксильной или нитрильной функцией.

¶Химическая основа

Ключевым соединением группы является акриловая кислота — ненасыщенная карбоновая кислота с двойной связью между вторым и третьим атомами углерода. Именно эта двойная связь обеспечивает способность мономеров к полимеризации, в результате которой образуются длинные макромолекулы — полимеры.

Основные представители акрилового ряда:

• Акриловая кислота — простейший мономер, применяется для получения суперабсорбентов и дисперсий.
• Метакриловая кислота и её эфир метилметакрилат — сырьё для органического стекла (плексигласа).
• Акрилонитрил — нитрил акриловой кислоты, мономер для полиакрилонитрильного волокна и АБС-пластиков.
• Акрилаты и метакрилаты — сложные эфиры, используемые в клеях, лаках, эмульсиях.

Общее свойство этих соединений — лёгкость радикальной и эмульсионной полимеризации, что делает их технологичными для промышленного синтеза.

¶История

Акриловая кислота была получена ещё в 1843 году, однако промышленное значение акриловые соединения приобрели в XX веке. В 1930-х годах в Германии и США началось производство полиметилметакрилата — прозрачного пластика, нашедшего применение в авиации и оптике. В 1940-е годы развилось производство синтетических волокон на основе акрилонитрила, а во второй половине XX века акриловые эмульсии и краски стали массовым продуктом в строительстве и живописи. Современная промышленность выпускает акриловые мономеры в миллионах тонн ежегодно.

¶Виды и материалы

¶Полимеры и пластики

Полиметилметакрилат (ПММА) — прозрачный термопласт, известный как органическое стекло. Обладает высокой светопропускаемостью, устойчив к удару, легко поддаётся механической обработке. Применяется в остеклении, рекламных конструкциях, линзах, аквариумах.

АБС-пластик — сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола. Сочетает прочность, ударную вязкость и термоформуемость; используется в корпусах бытовой техники, деталях автомобилей, игрушках (в частности, в конструкторах).

Полиакрилаты — класс полимеров на основе эфиров акриловой кислоты, применяются как загустители, диспергаторы, плёнкообразователи в покрытиях.

¶Волокна

Полиакрилонитрильное волокно (акрил, нитрон) — синтетическое волокно, по свойствам напоминающее шерсть. Используется в текстильной промышленности для производства пряжи, трикотажа, ковров, искусственного меха. Устойчиво к свету и микроорганизмам, но менее прочно на истирание, чем полиамид.

¶Краски и покрытия

Акриловые краски — водно-дисперсионные или органоразбавляемые составы на основе акриловых смол. Применяются в строительстве (фасадные и интерьерные краски), в живописи (художественный акрил), в промышленной окраске. Образуют прочную паропроницаемую плёнку, быстро сохнут, не имеют резкого запаха в водных вариантах.

¶Свойства

Акриловые материалы обладают рядом общих характеристик:

Акриловые полимеры, как правило, не токсичны в отверждённом состоянии, однако мономеры (особенно акрилонитрил) токсичны и пожароопасны, что требует строгих мер безопасности на производстве.

¶Применение

Акриловые соединения охватывают широкий спектр отраслей:

• Строительство: фасадные краски, герметики, клеи, светопрозрачные конструкции, сантехника.
• Автомобилестроение: детали интерьера, оптики, лакокрасочные покрытия.
• Текстиль: акриловая пряжа, ковры, нетканые материалы.
• Медицина: базисы зубных протезов, контактные линзы, костные цементы.
• Бытовая химия: суперабсорбенты (полиакрилат натрия) в подгузниках.
• Искусство: акриловые краски как самостоятельная живописная техника.

¶Безопасность и экология

Мономеры акрилового ряда относятся к токсичным и горючим веществам; акрилонитрил классифицируется как канцероген и требует герметичного оборудования. Готовые полимеры химически инертны, но их утилизация затруднена: большинство акриловых пластиков не разлагаются в природе. Развивается направление химического рециклинга — термического разложения ПММА обратно в метилметакрилат. Акриловые краски на водной основе считаются менее опасными для окружающей среды, чем органоразбавляемые.