Quanto ao monômero da poliacrilonitrila, o único produtor local do Brasil é a Acrinor, pertencente ao grupo Unigel, e localizada em Camaçari-BA, com uma capacidade instalada de 98 mil toneladas anuais de acrilonitrila. Diferentemente da PAN, o monômero possui outras aplicações industriais, como na produção de poliacrilamida, empregada em tratamentos de água, em alguns plásticos, como ABS, SAN e NB, e também como intermediário químico na produção de adiponitrila, utilizada como precursora do náilon 66.
Poliacrilonitrila termoplástica – Em virtude da característica de apresentar ciclização do nitrogênio nitrílico com o aquecimento, e este ocorrer com grande exotermia, teoricamente abaixo de sua temperatura de fusão, podemos dizer que a PAN é infusível. Com a finalidade de descobrir métodos de fiação do polímero para produzir fibras de baixo custo sem a utilização de solventes tóxicos e caros, que necessitam ser recuperados, alguns pesquisadores vêm estudando processos novos. Essas alternativas se baseiam na utilização de substâncias que impedem ou retardam a ciclização do polímero e permitem a sua fiação e outras conformações.
Opferkuch e Ross foram os primeiros a descobrir a fusibilidade da PAN quando misturada com água e submetida à alta pressão em reator fechado. Nestas condições, observou-se a fusão da PAN, uma vez que a alta polaridade da água impede a ciclização dos agrupamentos nitrílicos do polímero. Esta descoberta foi patenteada em 1968 (US 3,388,202), mas não resultou em nenhum produto comercial, em razão das dificuldades de se manter a água líquida na temperatura de fusão da PAN em um processo contínuo.
A Basf desenvolveu um processo e equipamentos em 1989 patenteados sob o n° EP 0.355.762 A2. O processo se baseia na fiação da PAN fundida ou em forma de gel, empregando como meio de estabilização uma mistura de acetonitrila e água. Mas esse processo emprega alta pressão para a produção do gel. A fiação também é realizada em vaso de alta pressão, para não ferver a mistura no polímero, que provocaria bolhas. Por esses motivos, o método não logrou resultados comerciais.
Algumas outras empresas buscaram a obtenção de copolímeros fusíveis de PAN, que poderiam ser processados em extrusoras disponíveis comercialmente. Podemos mencionar os polímeros comercializados com as marcas Barex (BP Chemicals) e Amlon (BP-Amoco), casos da PAN copolimerizada em emulsão com alta concentração de comonômeros (por exemplo, metacrilonitrila, metacrilato de metila, acrilato de metila, estireno etc.) em presença de emulsificantes, alquil-mercaptanas e persulfato de amônio como iniciador. Estes polímeros possuem elevado preço e não podem produzir fibras acrílicas competitivas com os tradicionais processos que empregam solventes.
Em 2004, com o objetivo de produzir fibras acrílicas de baixo custo para uso têxtil e como reforço cimentício em substituição ao amianto, a Quimlab Química iniciou suas pesquisas buscando substâncias não-solventes, de alto ponto de ebulição, e aditivos, que permitissem a fusão da PAN e sua fiação em equipamentos convencionais, como extrusoras.
A Thermpan – Essas pesquisas lograram resultados em 2006, quando a empresa produziu e patenteou um novo termoplástico obtido da PAN incorporada de plastificantes, semelhante ao que ocorre com o PVC. Entre os plastificantes descobertos que possuem alto potencial de estabilização durante a fusão da poliacrilonitrila, está o propanotriol, mais conhecido como glicerina. A glicerina possui alta miscibilidade com a PAN fundida, ponto de ebulição elevado e, sendo também uma substância muito polar, retarda a ciclização do agrupamento nitrílico do polímero. Esta PAN, registrada com a marca Thermpan, contém até 25% de glicerina e outros aditivos incorporados, o que permite a fiação termoplástica, além de qualquer tipo de conformação para a produção de filmes, tarugos, tubos, cabos, placas e peças injetadas. Por se tratar de um novo termoplástico, a Quimlab está realizando intensas pesquisas, com a finalidade de conhecer o material e desenvolver aplicações tecnológicas e comerciais para o polímero. A empresa conta com o apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo (Fapesp) para desenvolver estudos que permitam a obtenção de fibra de carbono e da fibra pré-oxidada (PANOX) de baixo custo, para uso automotivo e aeronáutico. Com o apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a Quimlab está desenvolvendo equipamentos adequados à conformação da Thermpan, como extrusoras, injetoras, moldes e matrizes, que oferecerão um novo mercado para a PAN e possibilitarão a concorrência com outros polímeros, como o PVC, que também necessita ser plastificado para se tornar fusível. A Quimlab ainda está realizando pesquisas com alunos do Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA), de São José dos Campos-SP, em cooperação com o programa de pós-graduação, com a finalidade de utilizar as fibras obtidas pela fiação da Thermpan na produção de fibra de carbono.
Entre as principais características da Thermpan, podemos destacar a reciclabilidade, pois são possíveis diversas fusões sucessivas antes que as propriedades reológicas se alterem, em decorrência da ciclização da cadeia e o consequente impedimento da conformação. Outra característica importante é a hidrofilicidade. O polímero é altamente hidrofílico, por conter como plastificante a glicerina, e também pelo fato de a PAN ser muito polar. O caráter hidrofílico dos polímeros é avaliado pela medição do ângulo de contato da superfície de filmes com água. Para filmes de Thermpan, este ângulo ficou em 48º, com uma energia de superfície de 121 mJ/m2. Após o tratamento com plasma, esses filmes chegaram a 4º, mostrando o completo espalhamento da água em sua superfície.
O polímero também apresenta baixa combustibilidade, uma vez que, ao entrar em contato com a chama, queima produzindo um resíduo rico em carbono, que impede a propagação do fogo, semelhantemente ao que ocorre com o PVC. A PAN é bastante miscível com polímeros polares, como o PVC e o cloreto de polivinilideno (PVDC), para a produção de blendas poliméricas, mas é imiscível com polímeros apolares, como o PP, PE e PS.
Outro fato conhecido é que a PAN é o polímero mais resistente entre todos à degradação pela luz solar, principalmente aos raios ultravioleta, que fazem com que polímeros como o PP e o PE expostos ao sol se tornem frágeis, quebradiços e descoloridos. Todos os resíduos de processamento do polímero e a própria Thermpan possuem baixa toxicidade ambiental, pois contêm substâncias de alta biodegradabilidade incorporadas, caso da glicerina e de outros glicóis.
A faixa de temperatura que permite a conformação termoplástica da Thermpan depende dos comonômeros presentes. Para uma PAN-coacetato de polivinila (5%), a temperatura de amolecimento se inicia a 150oC e a de fusão, a 205oC, sendo que a 215oC se obtém a melhor viscosidade para fiação e produção de filmes. A PAN termoplástica pode ser conformada por injeção, apresentando uma ótima reologia de moldagem, com curto tempo de resfriamento no molde. Diversos corpos-de-prova injetados e ensaiados em testes de tração mostraram resistência à ruptura de 53 MPa e módulo elástico de 2,9 GPA, resultado superior ao de muitos termoplásticos conhecidos, como o PP e o PE, e equivalente à faixa de trabalho do PVC rígido.