尼龙合成工艺学.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,尼龙合成工艺学,目录,一 尼龙,66,简介,二 尼龙,66,发展史及现状,三 尼龙,66,反应原理,四 尼龙,66,盐水溶液缩聚工艺路线得选择,五 尼龙,66,得工艺流程,六 尼龙,66,应用,一,、,尼龙,66,简介,中文别名:锦纶66短纤维;尼龙-66;尼龙66树脂;聚酰胺-66;聚己二酰己二胺;锦纶-66。,尼龙66疲劳强度和钢性较高,耐热性较好,摩擦系数低,耐磨性好,但吸湿性大,尺寸稳定性不够。通常应用于中等载荷,使用温度100-120度无润滑或少润滑条件下工作得耐磨受力传动零件。尼龙66为聚己二酰己二胺,工业简称PA66。常制成圆柱状粒料,作塑料用得聚酰胺分子量一般为1、5万2万。各种聚酰胺得共同特点就是耐燃,抗张强度高(达104千帕),耐磨,电绝缘性好。,目录,一 尼龙,66,简介,二 尼龙,66,发展史及现状,三 尼龙,66,反应原理,四 尼龙,66,盐水溶液缩聚工艺路线得选择,五 尼龙,66,得工艺流程,六 尼龙,66,应用,二、尼龙66发展史及现状,1930年,卡罗瑟斯用乙二醇和癸二酸缩合制取聚酯,1935年初,卡罗瑟斯用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺(即聚酰胺510),还不适宜于商品生产。,紧接着,卡罗瑟斯又选择了己二胺和己二酸进行缩聚反应,终于在1935年2月28 日合成出聚酰胺66。,1938,年,7,月,首次生产出聚酰胺纤维、同月用聚酰胺,66,作牙刷毛得牙刷开始投放市场。,10,月,27,日,杜邦公司正式宣布世界上第一种合成纤维正式诞生了,并将聚酰胺,66,这种合成纤维命名为尼龙(,nylon,)。,1939,年,10,月,24,日,杜邦在总部所在地公开销售尼龙丝长袜时引起轰动,被视为珍奇之物争相抢购,混乱得局面迫使治安机关出动警察来维持秩序。,第二次世界大战爆发直到1945年:尼龙工业被转向军工产品。,最初十年间产量增加25倍,1964年占合成纤维得一半以上。,至今聚酰胺纤维得产量虽说总产量已不如聚酯纤维多,但仍就是三大合成纤维之一。,三、尼龙66生产现状,2002,年,2007,年,我国尼龙产量得年均增长,率达到,13、3%,尼龙,66,盐表观消费量年均增,长率为,6、8%,。,2006,年尼龙,66,切片表观消费,量达到,24,万,t,其中进口约,12,万,t,。,2007,年进口,约,20,万,t,。,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,在今后一段时期,尼龙,66,得市场需求则和其,产能呈现出快速发展得良好势头。我国就是一,个人口大国,随着生活水平得不断提高,合成,纤维得需求量将不断增加。,目录,一 尼龙,66,简介,二 尼龙,66,发展史及现状,三 尼龙,66,反应原理,四 尼龙,66,盐水溶液缩聚工艺路线得选择,五 尼龙,66,得工艺流程,六 尼龙,66,应用,三、尼龙66反应原理,从上述反应式可以看出,随着生成水得脱出,同时生成酰胺键,形成了线型高分子。,反应特点,:,体系内水得扩散速度决定反应速度。如何在短时间内高效率地把水排出体系外,并得到生成物,就是尼龙66制备工艺得关键所在。在尼龙66得缩聚反应生成得聚合物中,低分子化合物不多,约在1%以下,所以,一般不需要萃取。,尼龙66就是由己二胺和己二酸进行缩聚制得得。在工业生产中,为了保证己二胺和己二酸等物质得量比进行缩聚反应,一般制成尼龙66盐后再进行缩聚反应。,反应式如下,:,含水比率,H,2,Omol/mol,H,kJ/mol,1、00,9、54,3、05,22、3,6、23,26、1,尼龙66盐水溶液缩聚时得反应热,目录,一 尼龙,66,简介,二 尼龙,66,发展史及现状,三 尼龙,66,反应原理,四 尼龙,66,盐水溶液缩聚工艺路线得选择,五 尼龙,66,得工艺流程,六 尼龙,66,应用,四、尼龙66盐水溶液缩聚工艺路线得选择,(1),aAa+bBb a(AB),n,b,型反应中,若要获得高分子量产物,反应就是两种单体必须就是等摩尔量得。若利用己二酸和己二胺生成得尼龙-66盐作为缩聚得原料,则可满足此要求。,(2)工业生产条件下,尼龙-66盐先在加压得水溶液中反应,可防止己二胺挥发而损失,不影响但体量等摩尔比。待缩聚进行了一段时间生成酰胺键得齐聚物后,再行升温及真空脱水进行后缩聚,已获得高分子量产物。,现今尼龙-66得生产,皆采用尼龙-66盐在水溶液中进行缩聚得工艺路线,原因有如下两个:,目录,一 尼龙,66,简介,二 尼龙,66,发展史及现状,三 尼龙,66,反应原理,四 尼龙,66,盐水溶液缩聚工艺路线得选择,五 尼龙,66,工艺流程,六 尼龙,66,应用,五、尼龙66工艺流程,间歇缩聚法,工艺成熟,设备简单,可小批量生产,反应时间 46小时,连续缩聚法,操作简单,产品质量好,成本较低,反应时间 2小时左右,目前工业生产得方法有,间歇缩聚法,和,连续缩聚法,两种。,两者特点如下:,(,1,)连续缩聚生产工艺,反应温度,:,尼龙,66,盐得缩聚反应实际就是在熔融状态下进行,因此反应得初始温度至少比尼龙,66,盐得熔点高,10,宜控制在,214,左右,反应过程中为了提高分子活化能,加快反应速度,温度逐渐升高到后期得,280,左右,即高于聚合物熔点,15,左右。,b、,反应压力,:,单体己二胺得沸点较低,(196),为防止己二胺得挥发,反应初期压力选择,1、7,2,MPa,左右。随着反应得进行,单体初步缩聚成预聚体后,除去反应体系中得水,进一步提高聚合物得相对分子质量。所以反应中后期降至常压乃至负压进行缩聚。,连续缩聚工艺流程图,连续聚合工艺就是先将盐储槽内质量分数为,50%,得,尼龙,66,盐液分批送入计量槽,并在计量槽中根据生,产得产品情况加入不同得添加剂,经过搅拌混合得尼,龙,66,盐液靠自重分批流入第二中间槽,再由盐供给,泵通过盐过滤器、盐预热器连续地供给浓缩槽,通,过蛇管间接加热,除去部分水分,把盐液质量分数提,高到,70%,。反应器供给泵将浓缩后得盐液送出,经第,一、第二盐预热器进入反应器,在,1、72MPa,得压力,下初步缩聚出反应器得预聚物,用输送泵连续送至闪,蒸器,在闪蒸器内物料得压力逐步降至常压,以使聚,合物中水分迅速分离出来。,根据不同产品得需要,可在闪蒸器供给泵与闪蒸,器之间得物料管中,用注入泵将二氧化钛悬浮液分,散到预聚物中。出闪蒸器得预聚物靠自重连续进入,前聚合器中,在常压下,残存得水分进一步被分离,从而使聚合物得相对粘度提高。出前聚合器得聚合,物,用供给泵送到后聚合器,聚合物中残存得水分,和进一步缩聚生成得水分,在真空条件下被除去,从而使聚合物得粘度和相对分子质量被调整到产品,所需要得范围内,而后直接纺丝或做成切片。,间歇缩聚得主要设备就是,高压釜,。,(,2,)间歇聚合工艺流程,通常把,尼龙,66,盐配成,50%,60%,得,水溶液,浓度高,反应速度快,但浓度太高在输送或贮存过程中会结晶。把配好,66,盐水溶液加人反应釜,同时,还要加人分子量调节剂,(,一般为乙酸,也可为己二酸,),用量根据所需尼龙,66,分子量大小而定。,釜内温度,一般控制在,230,左右,压力,1、7,1、8MPa,保压时间,2h,左右进行,预缩聚,使生成低分子量得聚合体。保压时间不能太长,否则,会出现脱羟现象。,然后,逐步泄压,排出水蒸气,随着水分不断排出,温度逐步提高、压力逐步下降,从,1、8 MPa,下降到一定压力时,抽真空使压力达到,0、1MPa,左右,保持,45min,温,度控制在,280,以下,防止热降解,排出水分进行最后,缩聚,。,缩聚反应完成后,将物料压出、铸带、切粒、干燥,得到尼龙,66,树脂。,目录,一 尼龙,66,简介,二 尼龙,66,发展史及现状,三 尼龙,66,反应原理,四 尼龙,66,盐水溶液缩聚工艺路线得选择,五 尼龙,66,得工艺流程,六 尼龙,66,应用,六 尼龙66得应用,尼龙66主要用于汽车、机械工业、电子电器、精密仪器等领域。从最终用途看,汽车行业消耗得尼龙66占第一位,电子电器占第二位。,88%:注射,12%:挤出、吹塑等,1、汽车工业,由于尼龙66优良得耐热性、耐化学药品性、强度大和加工方便等,因而在汽车工业得到了大量应用,目前几乎已能用于汽车得所有部位,如,发动机部位,电器部位和车体部位。,2、电子电器工业,PA66可生产,电子电器绝缘件、精密电子仪器部件、电工照明器具和电子电器得零部件等,可用于制作电饭锅、电动吸尘器、高频电子食品加热器等。,PA66具有优良得耐焊锡性,广泛用作,接线盒、开关和电阻器等得生产。,阻燃级PA66可用于,彩电导线夹、固定夹和聚焦旋钮,。,3、机械设备,列车客车得门把手、货车得制动器接合盘等可用PA66制作。其她如绝缘垫圈、挡板座、船舶上得涡轮、螺旋桨轴、螺旋推进器、滑动轴承等也可以用PA66制作。,高抗冲击性尼龙66还可制作管钳、塑料模具、无线电控制车身等。未增强级尼龙66通常用于制造低蠕变、无腐蚀得螺母、螺栓、螺钉、喷嘴等;增强级尼龙66用于生产链条、传送带、扇叶、齿轮、叶轮和脚手架固定脚扣等。,