己內(nèi)酰胺陰離子開(kāi)環(huán)聚合制備尼龍——6的合成工藝.doc

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1、目錄一、背景1、關(guān)于尼龍—62、特點(diǎn)及用途3、前景二、設(shè)計(jì)思路及問(wèn)題1、擬用原料2、這些原材料存在問(wèn)題3、需要解決問(wèn)題三、己內(nèi)酰胺的合成1、原料2、反應(yīng)方程式3、聚合原理四、合成工藝1、合成配料2、聚合過(guò)程3、主要設(shè)備介紹五、工業(yè)流程圖六、工藝影響因素分析1、脫水溫度2、脫水時(shí)間3、原料配比七、產(chǎn)品問(wèn)題解析八、總結(jié)九、參考文獻(xiàn)己內(nèi)酰胺陰離子開(kāi)環(huán)聚合制備尼龍—6一、背景1、關(guān)于尼龍6又稱耐綸6。為由單體己內(nèi)酰胺經(jīng)開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)生成的線型聚酰胺(見(jiàn)線形高分子)，具有NH(CH2)5CO重復(fù)單元結(jié)構(gòu)?？估瓘?qiáng)度和耐磨性優(yōu)異，有彈性，主要用于制造合成纖維，也可用作工程塑料。中國(guó)此類纖維商品稱為

2、錦綸6。2、特點(diǎn)及用途較低的熔點(diǎn)使得尼龍6具有較好的回彈性，抗疲勞性及熱穩(wěn)定性具有優(yōu)良的耐磨性和自潤(rùn)滑性，機(jī)械強(qiáng)度較高，耐熱性、電絕緣性能好，低溫性能優(yōu)良，能自熄，耐化學(xué)藥品性好，特別是耐油性優(yōu)良制品表面光澤性好，使用溫度范圍寬。但吸水率較高，尺寸穩(wěn)定性較差由于有很好的機(jī)械強(qiáng)度和剛度被廣泛用于結(jié)構(gòu)部件。由于有很好的耐磨損特性，還用于制造軸承。3、前景經(jīng)過(guò)幾年的結(jié)構(gòu)調(diào)整，美達(dá)公司已從傳統(tǒng)的錦綸化纖企業(yè)轉(zhuǎn)型到國(guó)內(nèi)最大的錦綸6樹(shù)脂化工及化工新材料生產(chǎn)。由錦綸6切片制成的纖維具有高耐磨性、耐疲勞性、染色性好等特點(diǎn)，其中中高粘度切片主要用于工程塑料，來(lái)制造汽車工業(yè)中的電氣配件、車門(mén)拉手、支架

3、、墊圈、真空管等，電子電器工業(yè)的各種電子電器絕緣件、精密部件、精密機(jī)械零件和電工照明用具等，以及薄膜包裝材料等。低粘度切片主要用于民用絲來(lái)制造錦綸絲襪、尼龍衣物、雨傘及降落傘等，而工業(yè)絲可以用于地毯、漁網(wǎng)等。2005年，國(guó)內(nèi)在民用以及工程塑料方面對(duì)錦綸6切片的需求為91萬(wàn)噸，其中國(guó)產(chǎn)68萬(wàn)噸，進(jìn)口23萬(wàn)噸。錦綸6長(zhǎng)絲在民用方面的需求為53萬(wàn)噸左右，其中國(guó)產(chǎn)35萬(wàn)噸，進(jìn)口18萬(wàn)噸。說(shuō)明國(guó)內(nèi)對(duì)錦綸6產(chǎn)品的需求十分旺盛，具有廣闊的發(fā)展前景。中國(guó)加入WTO面臨的大發(fā)展機(jī)遇，將刺激錦綸產(chǎn)品纖維的需求，機(jī)械、電子、汽車等行業(yè)對(duì)錦綸工程塑料的需求也將大幅增長(zhǎng)，錦綸工程塑料在國(guó)內(nèi)的發(fā)展才剛剛起步，

4、發(fā)展勢(shì)頭喜人，美達(dá)股份面臨難得的歷史性發(fā)展機(jī)遇二、設(shè)計(jì)思路及問(wèn)題1、擬用原料己內(nèi)酰胺、堿(NaOH)、催化劑2、原料介紹用Cat.A作催化劑時(shí)的主要工藝參數(shù)設(shè)置為：脫水溫度為140℃，脫水時(shí)間3h，真空度控制在-0.1MPa，己內(nèi)酰胺∶堿∶Cat.A=1000∶5∶4(物質(zhì)的量之比)，主機(jī)轉(zhuǎn)速300r/min，主泵流量5L/h，輔泵流量3mL/h，主機(jī)電流11A，切粒機(jī)轉(zhuǎn)速150r/min，熔體壓力0.3MPa，料溫242℃，各加工段溫度控制范圍225～250℃。表1列出所得不同相對(duì)粘度的尼龍6的力學(xué)性能。從表1可以看出，隨著尼龍6相對(duì)粘度的增加，拉伸強(qiáng)度明顯下降，斷裂伸長(zhǎng)率顯著提

5、高，彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量有所下降，但缺口沖擊強(qiáng)度呈明顯上升趨勢(shì)。己內(nèi)酰胺分子式C6H11NO;NH(CH2)5CO分子量113.18常溫下?tīng)顟B(tài)白色晶體蒸汽壓0.67kPa/122℃閃點(diǎn)125℃熔點(diǎn)68～70℃沸點(diǎn)270℃溶解性溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿等多數(shù)有機(jī)溶劑相對(duì)密度(水=1)1.05(70%水溶液)穩(wěn)定性穩(wěn)定3、原料問(wèn)題處理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特別要注意，如果材料是用防水材料包裝供應(yīng)的，則容器應(yīng)保持密閉。如果濕度大于0.2%，建議在80℃以上的熱空氣中干燥16小時(shí)。如果材料已經(jīng)在空氣中暴露超過(guò)8小時(shí)，建議進(jìn)行溫度為105℃，8小時(shí)以上的真空烘干。

6、融化溫度：230-280℃，對(duì)于增強(qiáng)品種為250-280℃。模具溫度：80-90℃。模具溫度很顯著地影響潔凈度，而潔凈度又影響著塑件的機(jī)械特性。對(duì)于結(jié)構(gòu)部件來(lái)說(shuō)結(jié)晶度很重要，因此建議模具溫度為80-90℃。對(duì)于薄壁的、流程較長(zhǎng)的塑件也建議施用較高的模具溫度。增大模具溫度可以提高塑件的強(qiáng)度和剛度，但卻降低了韌性。如果壁厚大于3mm，建議使用20-40℃的低溫模具。對(duì)于玻璃纖維增強(qiáng)材料模具溫度應(yīng)大于80℃。注射壓力：一般在750-1250bar之間（取決于材料和產(chǎn)品設(shè)計(jì)）注射速度：高速（對(duì)增強(qiáng)材料要稍微降低）流道和澆口：對(duì)于PA6的凝固時(shí)間很短，因此澆口的位置非常重要。澆口孔徑不要小于

7、0.5*T（這里T為塑件的厚度）。如果使用熱流道，澆口尺寸應(yīng)比使用常規(guī)流道小一些，因?yàn)闊崃鞯滥軌驇椭柚共牧线^(guò)早凝固。如果用潛入式澆口，澆口的最小直徑應(yīng)當(dāng)是0.75mm三、己內(nèi)酰胺的合成1、反應(yīng)方程式?、訇庪x子的形成　?、阪溤鲩L(zhǎng)己內(nèi)酰胺與Na或NaOH反應(yīng)，生成活潑的己內(nèi)酰胺陰離子，在高溫下，陰離子進(jìn)攻另一個(gè)己內(nèi)酰胺分子上的羥基：　　氨基己酰己內(nèi)酰胺具有酰亞胺結(jié)構(gòu)，有很強(qiáng)的親電性質(zhì)，成為鏈引發(fā)的活性中心。這個(gè)活性中心極易與酰胺陰離子反應(yīng)，進(jìn)行鏈增長(zhǎng)。從原理上講，每個(gè)分