尼龙的基本性质
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锦纶之宇文皓月创作锦纶学名聚酰氨纤维,是中国所产聚酰胺类纤维的统称。
国际上称尼龙。
强度高.耐磨性,回弹性好.可以纯纺和混纺作各种衣料及针织品。
主要品种有锦纶6和锦纶66,其物理性能相差未几。
锦纶吸湿性和染色性都比涤纶好,耐碱而不耐酸,长期流露在日光下其纤维强度会下降。
锦纶人有热定型特性,能坚持住加热时形成的弯曲变形。
锦纶的长丝可制成弹力丝,短丝可与棉及晴纶混纺,以提高其强度和弹性.除了在衣着和装饰品方面的应用外,还广泛应用在工业方面如帘子线,传动带,软管,绳索,渔网,轮胎,降落伞等。
锦纶是合成纤维nylon的中国名称,翻译名称又叫"耐纶"、"尼龙",学名为polyamidefibre,即聚酰胺纤维。
由于锦州化纤厂是我国首家合成polyamidefibre的工厂,因此把它定名为"锦纶"。
它是世界上最早的合成纤维品种,由于性能优良,原料资源丰富,一直被广泛使用。
锦纶的性能强力、耐磨性好,居所有纤维之首。
它的耐磨性是棉纤维的10倍,是干态粘胶纤维的10倍,是湿态纤维的140倍。
因此,其耐用性极佳。
锦纶织物的弹性及弹性恢复性极好,但小外力下易变形,故其织物在穿用过程中易变皱折。
通风透气性差,易发生静电。
锦纶织物的吸湿性在合成纤维织物中属较好品种,因此用锦纶制作的服装比涤纶服装穿着舒适些。
有良好的耐蛀、耐腐蚀性能。
耐热耐光性都不敷好,熨烫温度应控制在140℃以下。
在穿着使用过程中须注意洗涤、调养的条件,以免损伤织物。
锦纶织物属轻型织物,在合成纤维织物中仅列于丙纶、腈纶织物之后,因此,适合制作登山服、冬季服装等。
锦纶的大类品种锦纶的品种很多,有锦纶6、锦纶66、锦纶11、锦纶610其中最主要的是锦纶66和锦纶6。
各种锦纶的性质不完全相同,共同的特点是大分子主链上都有酰胺链,能够吸附水分子,可以形成结晶结构,耐磨性能极为优良,都是优良的衣着用纤维。
锦纶纤维面料可分为纯纺、混纺和交织物三大类,每一大类中包含许多品种。
尼龙66的基本性质热性质(1)熔点(Tm)熔点即结晶熔解时的温度,对结晶性高分子尼龙-66,显示清晰的熔点,根据采用的测试方法,熔点在259~267℃的范围内波动。
通常采用差热分析(DTA)法测出的尼龙-66的熔点为264℃。
实际上,尼龙-66的熔点可以根据结晶的熔融热(ΔH)和熔融熵(ΔS)计算出来:尼龙-66的ΔH为4390.3J/mol,ΔS为8.37J/kmol,Tm的理论值为259.3℃[ ]。
如果将体积膨胀系数显示极大值的温度当作熔点,则尼龙-66的熔点温度范围为246~263℃。
接近理论熔解温度259℃。
(2)玻璃化温度(Tg)高分子的比容和比热容等温度特性值在某一温度可出现不规则的变化,这一温度就是玻璃化转变温度,是分子链的链段克服分子间力开始运动的温度。
在这一温度附近,模量、振动频率、介电常数等也开始发生变化。
尼龙-66的玻璃化温度,与测试方法、试样中的水分含量、单体浓度、结晶度等因素有关。
Wilhoit和Dole等从比热容的温度变化分析,认为尼龙-66的玻璃化温度为47℃[ ],而Rybnikar则在低温下测定了尼龙-66的比容,发现在尼龙-66在-65℃也有一个转变温度[ ]。
结晶和结晶度(1)结晶构造Bill认为,尼龙-66的晶形有α型和β型二种形态,在常温下为三斜晶形,在165℃以上为六方晶形[ ]。
Bunn等确定了尼龙-66α型的结晶构造[ ],如图01-72所示,其晶胞的晶格常数列于表01-73。
从图01-72可见,尼龙-66分子中的亚甲基呈锯齿状平面排列,酰胺基取反式平面结构,分子链被笔直地拉长。
相邻的分子以氢键连成平面的片状,其模型如图01-68所示。
表01-68尼龙-66稳定晶形的晶格常数晶体 a b c(纤维轴) αβγα型结晶(三斜晶系) 4.9×10-4μm 5.4×10-4μm 17.2×10-4μm48½° 77°63½°计算密度=1.24g/cm3图01-44尼龙-66的α晶型结构[ ] 图01-45尼龙-66分子中晶片排列模型[ ]线条:链状分子;○:氧原子从图01-45可以看出,尼龙-66的α晶型是一系列晶片沿链轴方向一个接一个的垒积,而β晶型则每隔一片相互上下偏移垒积。
涤纶、锦纶、尼龙的区别很多朋友们问价的时候,都会提到尼龙与涤纶的区别,以下是综合各位网友们提供的资料:1. 涤纶 --- 聚脂纤维又称POLYESTER,特性是良好的透气性和排湿性。
还有较强的抗酸碱性,抗紫外线的能力。
一般75D的倍数的布料为涤沦,如75D,150D,300D,600D,1200D,1800D均为涤沦,布料外表比尼龙暗,较粗糙。
2. 锦纶 --- 尼龙又称Nylon,聚酰胺纤维。
优点是高强度、高耐磨性、高抗化学性及良好的抗变形性,抗老化性。
缺点是手感较硬。
比较有名的有PERTEX,CORDURA 。
一般70D 的倍数的布料即为尼龙,如70D,210D,420D,840D,1680D均为尼龙材质,布料的光泽度比较亮,手感较滑。
一般来说做箱包的都是尼龙牛津布,尼龙和涤纶的区别最简单就是燃烧法!涤纶的冒很旺的黑烟,尼龙的冒白烟,还有就是看燃烧后的残留物,涤纶的捏会碎,尼龙的成塑!价格来说尼龙的是涤纶的两倍。
尼龙,近火焰即迅速卷缩熔成白色胶状,在火焰中熔燃滴落并起泡,燃烧时没有火焰,离开火焰难继续燃烧,散发出芹菜味,冷却后浅褐色熔融物不易研碎。
涤纶,易点燃,近火焰即熔缩,燃烧时边熔化边冒黑烟,呈黄色火焰,散发芳香气味,烧后灰烬为黑褐色硬块,用手指可捻碎。
另手感也会不同.涤纶手感比较糙,尼龙手感很比较幼滑些.另外可以用指甲刮,指甲刮后,有明显痕迹的是绦纶,痕迹不明显的是尼龙,但是这种方法不如第一种方法直观易辩。
涤纶:接近火焰--软化,熔融卷缩,在火焰中--熔融,缓慢燃烧,有黄色火焰,焰边程蓝色,焰顶冒黑烟,离开火焰--继续燃烧,有时停止燃烧而自灭。
燃烧气味--略带芳香味或甜味。
残留物特征--灰烬程硬而黑的圆球状,用手指不易压碎锦纶—尼龙:接近火焰--可燃软化收缩。
在火焰中--卷缩,熔融,燃烧缓慢,产生小气泡,火焰很小,呈蓝色。
离开火焰--停止燃烧而自熄。
燃烧气味--氨基味或芹菜味。
残留物特征--灰烬程硬而黑的圆球状,用手指不易压碎那么,性能上的差别有哪些呢?简单讲,尼龙的性能优于涤纶,但是成本高于涤纶。
尼龙化学成分
尼龙是一种合成纤维,具有高的强度、耐磨损性和耐用性。
其化学成分主要包括聚酰胺,是一种由多个亚胺基与二元或多元酸反应形成的高分子材料。
尼龙的化学结构中有许
多酰胺基,这些基团使其具有许多良好的性质,如高的熔点、高的强度和较好的耐化学性。
以下是有关尼龙的化学成分的更详细信息。
聚酰胺是由一种或多种酸和一种或多种双胺反应而成的高分子材料。
在尼龙中,这种
材料通常由亚胺基与二元或多元酸反应而成。
亚胺基是含有一个氨基和一个羰基的官能团,同时也是聚酰胺中的重要结构单元。
在尼龙材料中,常见的二元酸包括己二酸、辛二酸、戊二酸等。
此外,如果要制造多
元酸类的尼龙材料,还可以使用阿克拉酸等多元羧酸。
在制造尼龙纤维时,通常使用的是聚合物前体。
这些聚合物前体含有相应的酸和胺,
这些化合物随着反应的进行逐渐形成线性聚合物。
聚合反应中会释放出水分子,这种反应
被称为缩合反应。
尼龙的化学成分对于其物理性质和特性有很大影响。
它的酰胺基和羧酸基团是其优良
性能的重要组成部分。
酰胺基团的存在使尼龙具有低的摩擦系数、高的耐磨性和高的熔点。
而羧酸基团的存在则使其具有较好的耐化学性和良好的抗紫外线性能。
聚合过程与工艺己二酸和己二胺发生缩聚反应即可得到尼龙-66。
工业上为了己二酸和己二胺以等摩尔比进行反应,一般先制成尼龙-66盐后再进行缩聚反应,反应式如下:在水的脱出的同时伴随着酰胺键的生成,形成线型高分子。
所以体系内水的扩散速度决定了反应速度,因此在短时间内高效率地将水排出反应体系是尼龙-66制备工艺的关键所在。
上述缩聚过程既可以连续进行也可以间歇进行。
在缩聚过程中,同时存在着大分子水解、胺解(胺过量时)、酸解(酸过量时)和高温裂解等使尼龙66的分子量降低的副反应。
尼龙-66盐的制备尼龙-66盐是己二酰己二胺盐的俗称,分子式:C12H26O4N2,分子量262.35, 结构式:[+H3N(CH2)6NH3+ -OOC(CH2)4COO-]。
尼龙-66盐是无臭、无腐蚀、略带氨味的白色或微黄色宝石状单斜晶系结晶。
室温下,干燥或溶液中的尼龙-66盐比较稳定,但温度高于200℃时,会发生聚合反应。
其主要物理性质列于表01-63中。
表01-63 尼龙-66盐的主要物理性质(1)水溶液法以水为溶剂,以等当量的己二胺和己二酸在水溶液中进行中和反应,得到50%的尼龙-66盐溶液。
其工艺流程图如图01-40所示。
图01-40 水溶液法生产尼龙-66盐工艺流程1—己二酸配制槽 2—己二胺配制槽 3—中和反应器 4—脱色罐 5—过滤器6、9、11、12—贮槽 7—泵 8—成品反应器 10—鼓风机 13—蒸发反应器将纯己二胺用软水配成约30%的水溶液,加入反应釜中,在40~50℃、常压和搅拌下慢慢加入等当量的纯己二酸,控制pH值在7.7~7.9。
在反应结束后,用0.5%~1%的活性炭净化、过滤,即可得到50%的尼龙-66盐水溶液。
成盐反应为放热反应,为此必须将反应热以外循环水冷却除去,同时为防止尼龙-66盐与空气接触而被氧化,在生产系统中充以氮气保护。
在真空状态下,将50%的尼龙-66盐水溶液经蒸发、脱水、浓缩、结晶、干燥,即可得到固体尼龙-66盐。
尼龙(PA)材料的特性一尼龙简介尼龙(Nylon,Polyamide,简称PA)是指由聚酰胺类树脂构成的塑料。
此类树脂可由二元胺与二元酸通过缩聚制得,也可由氨基酸脱水后形成的内酰胺通过开环聚合制得,与PS、PE、PP等不同,PA不随受热温度的升高而逐渐软化,而是在一个靠近熔点的窄的温度范围内软化,熔点很明显,熔点:215-225℃。
温度一旦达到就出现流动。
PA的品种很多,主要有PA6、PA66、PA610、PA11、PA12、PA1010、PA612、PA46、PA6T、PA9T、MXD-6芳香醯胺等.以PA6、PA66、PA610、PA11、PA12最为常用.尼龙类工程塑料外观上都呈现为角质、韧性、表层光亮、白色(或乳白色)或微黄色、透明或半透明的结晶性树脂,它容易被著成任一种颜色。
作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万。
它们的密度均稍大于1,密度:1.14-1.15g/cm3。
拉伸强度:>60.0MPa。
伸长率:>30%。
弯曲强度:90.0 MPa。
缺口冲击强度:(kJ/m2)>5。
尼龙的收缩率为1%~2%.需注意成型后吸湿的尺寸变化。
吸水率100%相对吸湿饱和时能吸8%.使用温度可-40~105℃之间。
熔点:215~225℃。
合適壁厚2~3.5mm. PA的机械性能中如抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变,所以水相对是PA的增塑剂,加入玻纤后,其抗拉抗压强度可提高2倍左右,耐温能力也相应提高,PA本身的耐磨能力非常高,所以可在无润滑下不停操作,如想得到特別的润滑效果,可在PA中加入硫化物。
二PA性能的主要优点1.机械强度高,韧性好,有较高的抗拉、抗压强度。
比拉伸强度高于金属,比压缩强度与金属不相上下,但它的刚性不及金属。
抗拉强度接近于屈服强度,比ABS高一倍多。
对冲击、应力振动的吸收能力强,冲击强度比一般塑料高了许多,并优于缩醛树脂。
2.耐疲劳性能突出,制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度。
聚酰胺纤维俗称尼龙(Nylon),英文名称Polyamide(简称PA),是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。
包括脂肪族PA,脂肪—芳香族PA和芳香族PA。
其中,脂肪族PA品种多,产量大,应用广泛,其命名由合成单体具体的碳原子数而定。
是美国著名化学家卡罗瑟斯和他的科研小组发明的。
尼龙,是聚酰胺纤维(锦纶)是一种说法. 可制成长纤或短纤。
尼龙后来在英语中成了“从煤、空气、水或其他物质合成的,具有耐磨性和柔韧性、类似蛋白质化学结构的所有聚酰胺的总称”。
尼龙12聚十二酰胺(尼龙12)分子式:[NH-(CH2)11-CO]nCAS号:性质:学名聚酰胺12(polyamide l2),商品名尼龙12(nylon 12)。
相对密度1.01~1.02,熔点178℃,拉伸强度50~64MPa,弯曲强度74MPa,悬臂梁(缺口)冲击强度4~6kJ/m,体积电阻率1014Ω·cm,介电强度17kV/mm,热变形温度(1.82MPa)54.5℃。
耐磨性、自润滑性、柔韧性优良,吸湿性小,与金属黏合力强。
由ω-十二内酰胺开环聚合或由12-氨基十二酸缩聚制得。
可用挤塑、注塑、浸渍、静电涂敷、火焰喷涂、旋转成型等方法成型。
可增强、填充改性。
主要用于耐油软管、单丝、金属黏合剂、热敏线、精密机械零部件、电气仪表零部件、耐磨制件,亦可制宇航军工零部件。
尼龙11分子式:聚十一酰胺树脂CAS号:性质:学名聚酰胺11(polyamide11)或聚ω-氨基十一酸。
商品名尼龙11(nylon 11)。
白色半透明热塑性树脂。
相对密度1.04~1.05,熔点187℃,拉伸强度50~59MPa,冲击强度(缺口)3.8kJ/m2,体积电阻率1013Ω·cm,介电强度16.7kV/mm,热变形温度(1.82MPa)54℃,自熄。
有尼龙类树脂的通性,特点是相对密度小,吸水性低,柔软,耐低温性优良。
由ω-氨基十一酸在热压釜中缩聚而成。
尼龙材质证明书尼龙材质证明书一、证明单位概况1-1 证明单位名称:1-2 证明单位地质:1-3 证明单位1-4 证明单位负责人:二、证明内容概述本证明书主要针对尼龙材质进行全面的说明和评估,包括材料性质、技术参数、质量控制及其他相关信息。
三、尼龙材质相关说明3-1 尼龙材质定义:尼龙(Nylon)是一种合成纤维材料,由聚合物形成的线状结构。
其特点包括高强度、耐磨损、耐腐蚀以及优异的机械性能等。
3-2 尼龙材质分类:根据使用特性和材料成分的不同,尼龙材质可分为尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12等多种类型。
3-3 尼龙材质的主要特性:●高强度:尼龙材质具有较高的拉伸强度,可以满足各种强度要求的工程应用。
●耐磨损:尼龙材质具有良好的耐磨性能,适用于摩擦和磨损较大的环境。
●耐腐蚀:尼龙材质对一般化学物质具有较好的耐腐蚀性能。
●低摩擦系数:尼龙材质具有良好的自润滑性能,摩擦系数较低。
四、尼龙材质技术参数4-1 密度:4-2 熔点:4-3 线膨胀系数:4-4 软化温度:4-5 抗张强度:4-6 弯曲强度:4-7 伸长率:4-8 断裂伸长率:4-9 硬度:4-10 热变形温度:4-11 氧化指数:五、质量控制尼龙材质的生产和供应过程需遵循以下质量控制措施:5-1 原材料选择:选用符合相关标准和规范的优质尼龙原料。
5-2 生产工艺:采用先进的生产工艺和设备,确保生产过程的稳定性和一致性。
5-3 检测方法:严格按照标准化的测试方法进行材料的检测和验证。
5-4 产品检验:对生产出的尼龙材料进行质量检验,确保产品符合相关标准要求。
5-5 质量管理:建立健全的质量管理体系,不断提升产品质量和技术水平。
六、附件本文档涉及的附件详见附件清单。
七、法律名词及注释7-1 法律名词1:注释17-2 法律名词2:注释27-3 法律名词3:注释3注:本文档仅供参考使用,具体内容和格式可根据实际需求进行调整。
聚合过程与工艺己二酸和己二胺发生缩聚反应即可得到尼龙-66。
工业上为了己二酸和己二胺以等摩尔比进行反应,一般先制成尼龙-66盐后再进行缩聚反应,反应式如下:在水的脱出的同时伴随着酰胺键的生成,形成线型高分子。
所以体系内水的扩散速度决定了反应速度,因此在短时间内高效率地将水排出反应体系是尼龙-66制备工艺的关键所在。
上述缩聚过程既可以连续进行也可以间歇进行。
在缩聚过程中,同时存在着大分子水解、胺解(胺过量时)、酸解(酸过量时)和高温裂解等使尼龙66的分子量降低的副反应。
尼龙-66盐的制备尼龙-66盐是己二酰己二胺盐的俗称,分子式:C12H26O4N2,分子量,结构式:[+H3N(CH2)6NH3+-OOC(CH 2)4COO-]。
尼龙-66盐是无臭、无腐蚀、略带氨味的白色或微黄色宝石状单斜晶系结晶。
室温下,干燥或溶液中的尼龙-66盐比较稳定,但温度高于200℃时,会发生聚合反应。
其主要物理性质列于表01-63中。
表01-63 尼龙-66盐的主要物理性质(1)水溶液法以水为溶剂,以等当量的己二胺和己二酸在水溶液中进行中和反应,得到50%的尼龙-66盐溶液。
其工艺流程图如图01-40所示。
图01-40水溶液法生产尼龙-66盐工艺流程1—己二酸配制槽2—己二胺配制槽3—中和反应器4—脱色罐5—过滤器6、9、11、12—贮槽7—泵8—成品反应器10—鼓风机13—蒸发反应器将纯己二胺用软水配成约30%的水溶液,加入反应釜中,在40~50℃、常压和搅拌下慢慢加入等当量的纯己二酸,控制pH值在~。
在反应结束后,用%~1%的活性炭净化、过滤,即可得到50%的尼龙-66盐水溶液。
成盐反应为放热反应,为此必须将反应热以外循环水冷却除去,同时为防止尼龙-66盐与空气接触而被氧化,在生产系统中充以氮气保护。
在真空状态下,将50%的尼龙-66盐水溶液经蒸发、脱水、浓缩、结晶、干燥,即可得到固体尼龙-66盐。
一般每吨尼龙-66盐(100%)消耗己二胺(%),己二酸(%)。
本法的特点是不采用甲醇或乙醇等溶剂,方便易行,安全可靠,工艺流程短,成本低。
但对原料中间体质量要求高,远途运输费用也较高。
美国孟山都公司、杜邦公司和法国罗纳-普朗克公司采用本法生产。
(2)溶剂结晶法以甲醇或乙醇为溶剂,经中和、结晶、离心分离、洗涤,制得固体尼龙-66盐。
氨基和羧基经中和后形成菱形无色结晶盐,并有热量放出。
其工艺流程如图01-41所示。
图01-41溶剂法生产尼龙-66盐工艺流程1—己二酸配制槽2—己二胺配制槽3—中和反应器4—乙醇计量槽5—离心机6—乙醇贮槽7—蒸汽泵8、11—乙醇高位槽9—乙醇回收蒸馏塔10—合格乙醇贮槽纯己二酸溶解于4倍质量的溶剂(乙醇)中,完全溶解后,移入带搅拌的中和反应器并升温到65℃,慢慢加入配好的己二胺溶液,控制反应温度在75~80℃。
在反应终点有白色结晶析出,继续搅拌至反应完全。
冷却并过滤,用乙醇洗涤数次除去杂质。
最后经离心分离后尼龙-66盐的总收率可达%以上。
一般每吨尼龙-66盐耗己二胺,己二酸,乙醇。
原料纯度、结晶温度、机械损失、溶剂浓度和用量等都对尼龙-66盐的收率和质量产生影响。
另外残存于己二胺中的1,2-二氨基环己烷、1-氨基甲基环戊烷、氨基己腈等杂质,可影响尼龙-66盐的稳定性。
溶剂结晶法的特点是运输方便、灵活,产品质量好,但对温度、湿度、光和氧敏感性较强,在缩聚操作中要重新加水溶解。
英国ICI公司、BASF采用此法生产。
(3)其它方法除以上方法外,美国孟山都公司、杜邦公司、日本旭化成公司也采用以水为溶剂的生产工艺,己二胺和己二酸直接送入缩聚反应器进行缩聚反应,或在缩聚前用活性炭净化处理以除去有机杂质,然后再蒸馏浓缩后缩聚[,]。
美国塞拉尼斯公司开发了一条以甲苯为原料通过生物转化的二步法生产尼龙-66盐的工艺[]。
具有创新性的第一步包括利用一种假单细胞微生物进行甲苯的生物氧化,得到己二烯二酸(粘康酸),然后再加氢得到己二酸。
但在发酵的中间体中,粘康酸的浓度极为有限,为此塞拉尼斯公司开发了加入化学计量的己二胺迫使粘康酸生成粘康酸己二酸盐,从而使粘康酸的浓度上升到%(重量),然后将粘康酸己二酸酸盐直接加氢得到尼龙-66盐。
由于甲苯比苯便宜,能量和公用工程的消耗也低于传统的环己烷氧化工艺,这一工艺的优点是显而易见的。
(4)产品质量规格及测试方法现有尼龙-66盐的质量指标为外观、色度、pH值、水分、硝酸盐、灰份、铁含量、总挥发碱、假硝酸、UV 指数、假二氨基环己烷(DCH)等。
为了完整地反映尼龙-66盐的内在质量,有人建议增加稳定指数PS、硝酸根、抗氧值三项指标[]。
PS定义为试样溶液的光密度与空白溶液的光密度之差的负数,反映了尼龙-66盐中易变质杂质的数量,PS越高,则尼龙-66盐存放期间越不容易变质;硝酸根反映聚合物的色泽和可纺性,一般控制在5mg/kg以下;抗氧值则反映了尼龙-66盐中的易氧化杂质含量,抗氧性能差的尼龙-66盐,聚合后注带切片白度差,后加工困难,因此抗氧值最好在12ml以下。
表01-65、表01-66分别是一些企业的尼龙-66盐的质量指标和尼龙-66盐水溶液的质量指标。
表01-65 尼龙-66盐的质量指标指标名称德国美国塞拉尼斯公司法国罗纳-普朗克公司中国辽化公司一级二级外观白色结晶粉末PH值±(10%水溶液)~~~(10g/10ml水溶液)~(同前)水分,%(质量)≤≤≤总挥发碱,mg/kg≤mmol/Lkg≤1015ml可还原氮(HNO3计),mg/kg353550灰分,mg/kg≤≤101550铁,mg/kg≤≤620硝酸盐,mg/kg≤615(HNO3计)150(同前)色度,APHA≤81515(Hazen)表01-66尼龙-66盐水溶液的规格指标孟山都罗纳-普朗克外观清澈液体清澈液体浓度,%(质量)±45~51色度,Hazen15pH值±~灰分,mg/kg1010硝酸盐,mg/kg206硼,mg/kg?铜,mg/kg?铁,mg/kg?连续聚合尼龙-66的连续缩聚,按所用设备的形式和能力可分为立管式连续缩聚和横管式减压连续缩聚二种。
国内一般采用后者。
其工艺流程图见图01-42。
图01-70尼龙-66盐连续缩聚工艺流程1-尼龙66盐贮罐2-醋酸罐3-静态混合器4-蒸发反应器5-冷凝液槽6-管式反应器7-蒸汽喷射器8-成品反应器9-分离器01-添加剂罐11-冷凝液贮槽12-挤压机13-造粒机14-脱水桶15-水预分离器16-进料斗17-流化床干燥器18-树脂料仓浓度为63%的尼龙-66盐水溶液从贮槽泵入静态稳合器,加入少量己二胺的醋酸溶液,进入蒸发反应器,物料被加热到232℃,在氮气保护、的条件下停留3h脱水预缩聚,蒸发反应器出口物料含水量约18%,50%的尼龙-66盐已经聚合为低分子量聚合物。
蒸发出来的水蒸汽经冷凝后进入冷凝液槽,从中可以回收己二胺。
从蒸发器出来的物料进入二个平行的管式反应器,每个反应器的典型管长,并在若干点设有静态混合器,并在适当的位置设置添加剂加入口。
物料在285℃下停留40min,出口压力,反应完成%。
通过闪蒸除去反应过程中形成并保留在熔体中的水蒸汽后,用螺旋输送机将熔体向下输送到成品反应器,同时从熔体中挤出剩余的水蒸汽。
成品反应器在40kPa、271℃的条件下操作,物料的停留时间取决于产品的要求:对于通常的注射级的产品,停留时间为50min,产品的数均分子量约为18000。
尼龙66熔体由位于成品反应器底部的挤出机挤出,铸带切粒。
尼龙66颗粒先经过预分离器,再经脱水筛后送入流化床干燥器,在热氮气保护下维持流化状态,使切片彻底干燥,即得本色注射级尼龙66树脂。
间歇聚合间歇缩聚法与连续缩聚法的原理相同,反应条件基本一致,只是相关的反应过程均在高压缩聚釜中完成,而连续缩聚不同的反应过程则是在不同的反应设备中连续进行。
即间歇过程中缩聚过程随反应时间而变化,而连续法中缩聚过程则随空间位置而变化。
目前工业上一般采用连续缩聚法,间歇缩聚仅用于生产特殊产品或试验品和生产装置能力在4500t/a的小装置中。
在同一高压釜中完成缩聚的全过程(升温、加压、卸压、真空),尼龙-66熔体从釜底挤出铸带,与最初挤出的产物相比,最后挤出的产物停留时间较长。
由于其分子量较大程度上取决于最后阶段的停留时间,所以间歇法固有的分子量不均匀性是严重的,大型反应器更为严重,因而目前工业上用于间歇缩聚的反应器容积大多在4m3以下,最大者也不过7m3。
尼龙66的间歇缩聚包括溶解、调配、缩聚、铸带、切粒、干燥等工序,其生产流程图如图01-43所示。
图01-43尼龙-66盐间歇缩聚工艺流程1-料仓2-螺旋运输器3-溶解釜4-冷凝器5-反应器6-蒸汽喷射器7-醋酸罐8-添加剂罐9-挤压机01-水浴11-造粒机12-料仓固体尼龙-66盐在溶解釜中溶解后,在氮气保护下进入反应器中,在227~232℃、下加料,加入分子量调节剂(己二胺的醋酸溶液),在238~243℃、下继续加热1h,在此期间加入稳定剂、消光剂和其它配料。
当温度升高至271℃时逐渐卸压,然后在271~277℃抽真空(根据要求产品的品级调整时间、温度、压力),最后在氮气压力下卸料约。
整个过程约需5h。
熔体经挤压机铸带,在水浴中冷却、切粒后得成品。
间歇法的生产过程是柔性的,通过对添加剂和反应时间的调整可以生产出不同品级的产品。
不同品级的产品成本差异主要取决于添加剂。
表01-72是二种聚合过程的经济指标对比。
表01-67 尼龙-66盐聚合工艺的经济指标[]项目间歇法连续法产品收率,%?反应周期,h5~104尼龙-66盐单耗,t?电力单耗,kWh1090820设备能力小生产工业化产品质量不稳定稳定技术水平一般高工艺操作一般先进经济效益一般好其它方法除了尼龙-66盐的连续聚合和间歇聚合之外,德国Zimmer公司开发了己二腈和己二胺直接缩聚生产尼龙-6 6的工艺。
该工艺1982年进行了150L的中间试验,1993年建立了20t/d的半工业化连续缩聚装置,但尚未见到工业化的报道。
其生产工艺是首先将己二胺、己二腈、水和催化剂混合,再通过三个串联的反应器预聚,预聚物依次送入二个串联的闪蒸器和成品反应器反应完全后,按常规方法造粒热性质(1)熔点(Tm)熔点即结晶熔解时的温度,对结晶性高分子尼龙-66,显示清晰的熔点,根据采用的测试方法,熔点在259~267℃的范围内波动。
通常采用差热分析(DTA)法测出的尼龙-66的熔点为264℃。
实际上,尼龙-66的熔点可以根据结晶的熔融热(ΔH)和熔融熵(ΔS)计算出来:?尼龙-66的ΔH为mol,ΔS为kmol,Tm的理论值为℃[]。
如果将体积膨胀系数显示极大值的温度当作熔点,则尼龙-66的熔点温度范围为246~263℃。