尼龍66、尼龍6的生產過程
為了確保纖維的牽伸性能更佳,因此在聚合物聚合度方面要求更高,在生產工藝中,控制指標選擇相對粘度。將50%的尼龍66鹽溶液濃度提高至70%。在1.75MPa 壓力下對尼龍66鹽進行初步縮聚生成預聚物。預聚物在閃蒸器內的壓力逐步降至常壓,以使聚合物中的水分迅速分離出來。在常壓下,預聚物在前聚合器中將殘存的水分進一步被分離,從而使聚合物的相對粘度提高。出前聚合器的聚合物進入后聚合器,將聚合物中殘存的水分和進一步縮聚產生的水分,在真空條件下被除去,從而使聚合物的粘 度(分子量)被調整到產品所需的范圍,然后擠出切粒。
工業上,尼龍6的水解聚合是將己內酰胺和3~10%的水加熱到250~270℃,經過12~24小時聚合反應得到尼龍6。
己內酰胺水解開環聚合時有3種平衡反應:①內酰胺水解開環生成氨基己酸;②氨基己酸本身逐步縮聚;③氨基上氮原子向己內酰胺親電進攻,使分子鏈增長。
己內酰胺開環的速率比氨基酸自縮聚速率至少要大一個數量級。因此,上述反應中氨基酸自縮聚只占很少的百分比,主要是水解開環形成聚合物。此反應的最終聚合度 與平衡水濃度有關,為提高分子量,轉化率達到80~90%時,須將引發用的大部分水脫除,并且加入封端劑(一般為單官能團酸)的方法來控制分子量。己內酰胺最終聚合物中會有6~9%未反應的單體和3%左右的低聚物,這些殘存在尼龍6聚合物中的單體和低聚物必須用熱水萃取的方法除去。
這是與尼龍66差異較大之處。萃取以后得到的纖維內仍然還有低分子物質,因此需要在紡絲機上裝置單體抽吸裝置,纖維紡成以后,還要進行加壓洗處理。對于尼龍66鹽來說,縮聚的聚合率可達100%,所以不需要對低分子物質進行抽吸,在聚合后可直接進行紡絲。兩種纖維紡絲過程對比顯示,由于尼龍6需要進行熱水抽提低分子物質,并要對含水量較高的切片進行干燥處理,因此在成本投入上要明顯高于尼龍66生產過程。
該段落摘抄于:張慶財 (中國化學賽鼎寧波工程有限公司,浙江 寧波 315801)
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