者聚酰胺纖維ppt課件(已修改)
2025-01-27 08:36 本頁面
【正文】 第四章 聚酰胺纖維 概述 聚酰胺纖維是指分子主鏈由酰胺鍵 （ ）連接起來的一類合成纖維。是世界上最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的合成纖維。 C NO H? 已工業(yè)化的聚酰胺品種有： 聚己二酰己二胺纖維（單體為己二酸、己二胺），即聚酰胺 66 （ PA66）； 聚己內酰胺纖維（單體為己內酰胺） ，即聚酰胺 6（ PA6）； 聚癸二酰癸二胺纖維（單體為癸二酸、癸二胺），即聚酰胺 1010（ PA1010）； 聚己二酰癸二胺纖維（癸二酸、己二胺），即聚酰胺 610（ PA610）。 2022年 112化纖產(chǎn)量完成情況 PA66和 PA6的產(chǎn)量約占聚酰胺的 90％以上（兩者比例各半）。我國 PA66的產(chǎn)量約占 60％， PA6約占 40％左右。 本章 主要介紹聚酰胺 66和聚酰胺 6兩大纖維品種的生產(chǎn)過程及其成型加工工藝。 第一節(jié) 聚酰胺的生產(chǎn) 一、聚己二酰己二胺的制備 聚己二酰己二胺（聚酰胺 66， PA66）由己二酸和己二胺縮聚制得。為了保證獲得相對分子質量足夠高的聚合體，要求在縮聚反應時己二胺和己二酸有相等的摩爾比 ，因為任何一種組分過量都會使由酸或氨端基構成的鏈增長終止。 為此，在工業(yè)生產(chǎn)聚己二酰己二胺時，先使己二酸和己二胺生成 聚酰胺 66鹽 （ PA66鹽），然后用這種鹽作為中間體進行縮聚制取聚己二酰己二胺。 262242 NH)(C HNH + C O O H)H O O C (C H422623 CO O)H O O C( CH NH)N (C HH ? PA66鹽通常用己二酸的 20％ 甲醇溶液和己二胺的 50％ 甲醇溶液中和制得，因為此反應是 放熱反應 ，所以溫度要嚴格控制，采用 甲醇回流除去中和熱 ；一般溫度控制在 60～ 70℃ ，不斷攪拌，使之中和成鹽；控制 pH值為 ～ ，進行冷卻、結晶，離心分離。析出的 PA66鹽用甲醇洗凈，濾去洗滌液，干燥后即得精制 PA66鹽。 固體 PA66 鹽為白色結晶粉末 ， 熔點為℃ ， 含水量 ％ 。 ⒈ 聚酰胺 66鹽的制備 ⒉ 聚酰胺 66鹽縮聚反應 ⑴ 縮聚反應方程式為： n [ + H 3 N ( C H 2 ) 6 N H 2 H O O C ( C H 2 ) 4 C O O ]H － H N ( C H 2 ) 6 N H O C ( C H 2 ) 4 C O － n O H + ( 2 n 1 ) H 2 O[ ]⑵ 影響 PA66鹽縮聚反應的因素 ①單體摩爾比 生產(chǎn)上采用等摩爾比的中性 PA66鹽進行縮聚。另外， PA66鹽的熔融溫度為 ℃ ， 己二胺在常壓下的沸點為 196℃ ，開始進行縮聚反應的溫度為 210℃ ，如果在常壓下縮聚，己二胺會受熱分解并大量揮發(fā)，破壞己二胺和己二酸的等摩爾比。 為此，生產(chǎn)上采用將 PA66鹽水溶液在 高壓下進行縮聚 ，利用溶解水在高溫蒸發(fā)時所產(chǎn)生的蒸汽高壓，使己二胺的沸點升高，從而防止己二胺的揮發(fā)。 ② 反應壓力 ，即先使 66鹽在一定壓力下初步縮聚成具有一定粘度的預聚體（聚合度在 20左右），壓力一般控制在 。 b. 真空下后縮聚 （待 PA66鹽中的己二胺和己二酸在預縮聚中形成酰胺鍵后），以排除水分，提高產(chǎn)物的相對分子質量。 ③反應溫度 縮聚初期反應溫度為 210～ 215℃ ，中期為250～ 260℃ ，后期為 285℃ 。升高溫度可以提高反應速度，但反應初期為防止己二胺的揮發(fā)，溫度不能太高。隨著縮聚反應的不斷進 行，游離的己二胺逐漸消失，體系的粘度不斷增大。提高溫度可以 降低聚合體粘度 ，有利于排除水分，提高聚合物相對分子質量。 ④體系中的水分 縮聚反應后期排除水分有利于提高聚合度。 n [ + H 3 N ( C H 2 ) 6 N H 2 H O O C ( C H 2 ) 4 C O O ]H － H N ( C H 2 ) 6 N H O C ( C H 2 ) 4 C O － n O H + ( 2 n 1 ) H 2 O[ ]⑤ 添加劑 包括相對分子質量穩(wěn)定劑（醋酸或己二酸），光、熱穩(wěn)定劑（錳鹽、銅鹽、鹵化物等）。 ⑥熔融聚合體的熱穩(wěn)定性 在縮聚過程中，聚己二酰己二胺比聚己內酰胺等更易熱分解和產(chǎn)生凝膠。在聚己二酰己二胺的縮聚和紡絲過程中，應特別 注意防止凝膠的生成和防止聚合體泛黃 。 ⒊ 縮聚工藝及設備 ⑴間歇縮聚 包括溶解、調配、縮聚、鑄帶、切粒等工序。 間歇縮聚生產(chǎn)流程圖 1無離子水高位槽 2溶解鍋 3送料泵 4過濾器 5縮聚釜 6鑄帶槽 7切片機 8濕切片貯存桶 二、聚己內酰胺的制備 聚己內酰胺（ PA6）可以由 ω氨基己酸縮聚制得，也可由 己內酰胺開環(huán)聚合 制得。大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)采用以己內酰胺作為原料。己內酰胺開環(huán)聚合制備聚己內酰胺的生產(chǎn)工藝可以采用水解聚合、陰離子聚合和固相聚合。目前生產(chǎn)纖維用的聚己內酰胺主要采用 水解聚合工藝 。 ⒈己內酰胺的開環(huán)聚合 引發(fā)： 加成： 縮聚： 鏈交換： 根據(jù)以上水解聚合反應式，可將其過程劃分為三個階段。 ⑴己內酰胺的 引發(fā)和加成 當己內酰胺被水解生成氨基己酸后，己內酰胺分子就逐個連接到氨基己酸的鏈上，相對分子質量為 8000～ 14000。 ⑵ 鏈的增長 這一階段主要是進行上階段形成的 短鏈之間的連接 ，聚合物的相對分子質量得到進一步提高。這一階段以縮聚反應為主，也伴隨發(fā)生少量引發(fā)和加成反應。 ⑶ 平衡階段 此階段同時進行鏈交換、縮聚和水解等反應
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