聚酰胺66樹脂黑粒成因及控制

1、聚酰胺66樹脂黑粒成因及控制 聚酰胺66樹脂黑粒成因及控制 摘 要：介紹間歇聚合工藝黑粒形成原因，從生產(chǎn)和后期處理兩方面介紹控制黑粒的有效方法。 關(guān)鍵詞：黑粒 炭化 水洗 二次篩分 聚酰胺66化學(xué)名稱是聚已二酰已二胺，簡稱尼龍66，是由己二酸和己二胺所生成的尼龍66鹽在280縮聚而得到的一種脂肪族聚酰胺，其熔點溫度是265左右。目前聚酰胺66樹脂主要以切片的形式存在，便于儲存和運輸。樹脂生產(chǎn)過程中只要檢測工程有粒度黑粒粘度和氧化指標(biāo)，其中黑粒多少關(guān)系樹脂等級判定。樹脂等級評判標(biāo)準(zhǔn)是：1kg樹脂切片中不超過10個為優(yōu)等品，不超過30個黑粒為合格品，超過30個為等外品。目前黑粒定義是樹脂外表有可視

2、黑色雜質(zhì)的即為黑粒。在生產(chǎn)過程中，對黑粒的檢測和控制是極其重要的工作?，F(xiàn)在主要介紹間歇聚合工藝黑粒的成因和控制方法。 一、黑粒成因分析 間歇聚合工藝有三個關(guān)鍵設(shè)備，分別是濃縮槽、聚合釜和切粒機。濃縮槽是一個密閉容器，主要功能是把鹽溶液由50濃縮到80，溫度一般為150，壓力不超過4.5bar，除非原料鹽溶液有黑色雜質(zhì)，鹽液濃縮過程是物理過程，對成品黑粒影響不大。聚合釜是生產(chǎn)聚酰胺樹脂的關(guān)鍵設(shè)備，它是由保溫夾套、列管式加熱器、攪拌器等組件組成。該設(shè)備的作用是把80鹽溶液在280和17.5bar條件下聚合為有一定粘度的長鏈聚合物，整個階段大約用時140min。在聚合過程中夾套和加熱器溫度較高，附近

3、的聚合物由于長時間受熱，慢慢會炭化變黑，隨著攪拌器攪動炭化物進(jìn)入物料中，引起黑粒波動；還有聚合釜下端到物料擠出口的物料由于長時間靜止，在高溫下很容易發(fā)黃甚至發(fā)黑，擠出前期易出現(xiàn)大黑粒。還有聚合釜頂部聚合物長時間積累，失水、裂解、炭化后又不能及時清理，隨著聚合釜的振動而脫落，進(jìn)入物料內(nèi)影響產(chǎn)品黑粒。擠出過程就是切粒過程，鑄帶擠出后，在水的輸送下又在水中被切成粒子，空中灰塵和輸送介質(zhì)水中的雜質(zhì)會粘附鑄帶，易形成切片外表不明顯的小黑粒，影響產(chǎn)品質(zhì)量。保證切粒設(shè)備清潔和切粒場所的衛(wèi)生是很有必要，并及時更換切粒輸送水。還有添加劑的污染也會引起的黑粒波動，在生產(chǎn)聚酰胺66樹脂需要添加己內(nèi)酰胺、次磷酸鈉、醋

4、酸、己二胺、消泡劑、二氧化鈦等添加劑，尤其是制備己內(nèi)酰胺、己二胺、二氧化鈦添加劑時，由于是敞口制備，灰塵很容易落入制備罐內(nèi)，且制備量比擬大，需要人工進(jìn)行搬運，很容易摻入添加劑包裝袋等雜物，引起產(chǎn)品黑粒波動。由于波動突然，很難找出原因，往往會引起大批量產(chǎn)品黑粒異常，帶來重大損失。 二、控制黑粒對策 1.聚合過程中控制黑粒的方法 濃縮槽是一個密閉容器，此階段對黑粒的影響不大，主要是對原料的過濾，包括對鹽溶液的過濾和添加劑己內(nèi)酰胺的過濾，兩種根本原料再進(jìn)入貯罐前進(jìn)行粗過濾，都用過濾能力為200微米的燭式過濾器進(jìn)行粗過濾；在濃縮前在用過濾能力不大于5微米的過燭式過濾器，濾去混入的雜質(zhì)。 聚合釜是聚合生

5、產(chǎn)的最關(guān)鍵設(shè)備，也是碳化物的主要形成場所。目前聚合釜除碳化物有三種方法，分別是鹽洗法、胺洗法和水洗法。鹽洗法就是利用鹽溶液對釜壁的浸泡和在攪拌器攪動下鹽溶液對釜壁沖刷的原理。具體操作是：首先往聚合釜內(nèi)進(jìn)入約4.5噸的鹽溶液，關(guān)閉排氣閥，在不加熱的狀態(tài)下，啟動攪拌器并高速攪拌幾個小時，然后加熱聚合，形成聚合物后擠出切粒，如是反復(fù)直至黑粒合格。此種方法弊端是，耗時較長，且浪費嚴(yán)重，釜的上端炭化物不能徹底除去，產(chǎn)品黑粒降低迅速慢，但此法是最原始除碳化物的方法。胺洗法利用的原理是己二胺蒸氣的強腐蝕性去除釜壁的炭化物。具體操作是：首先利用己二胺添加系統(tǒng)向聚合釜內(nèi)添加一定量的己二胺，受熱變?yōu)榧憾氛羝?，?/p>

6、合釜的壓力升至1.7Mpa左右，關(guān)閉排氣閥，維持?jǐn)?shù)小時后，降壓排出聚合釜內(nèi)的低聚物。此過程己二胺受熱易分解產(chǎn)生易燃的有毒氣體，易起火傷人，污染環(huán)境。水洗法是目前比擬常用，也是效果比擬理想的除去聚合釜內(nèi)炭化物的方法。利用的原理是：生產(chǎn)聚酰胺66聚合物是一個縮聚反響，在高溫高壓的條件下，隨著生成水的脫出，反響向著生成高分子聚合物方向進(jìn)行，體系中水的擴散速度決定反響速度，但這個反響也是可逆的，在參加水的情況下，反響向著相反的方向進(jìn)行，形成鹽單體和低聚物，溶于水夾雜著炭化物的鹽單體溶液集積在聚合釜低部，排出以到達(dá)除碳化物的目的。具體的操作是：在生產(chǎn)過程中，聚酰胺66切片一旦出現(xiàn)黑粒波動且黑粒較多，沒有

7、減少的趨勢，馬上進(jìn)行水洗操作，整批物料擠出后在空釜的狀態(tài)下，向聚合釜迅速打入30kg的水，使壓力緩慢上升，如果過程中出現(xiàn)壓力不升或變緩時，應(yīng)分批少量加水，直至壓力升到1.70Mpa以上，關(guān)閉排氣閥和物料擠出口，維持此壓力至少8個小時，然后降壓排出釜內(nèi)分解殘留物。此法操作簡單，效果明顯，物料浪費少，不產(chǎn)生有害可燃?xì)怏w，設(shè)備和人員平安，是目前除聚合釜炭化物最常用方法。切粒過程是產(chǎn)品唯一與外部環(huán)境接觸的工序，也是聚合物形成切片的關(guān)鍵工序。形成產(chǎn)品前用脫模劑和液化氣徹底清理擠出口，并排出前幾十公斤頭料，防止擠出口炭化物進(jìn)入鑄帶內(nèi)形成大黑粒；還有保證切粒場所的衛(wèi)生，確保切粒水系統(tǒng)清潔，能有效控制防止切片外表出現(xiàn)小黑點，防止引起黑粒波動。 2.成品的后期處理 根據(jù)國外的經(jīng)驗，生產(chǎn)商往往對于成品切片進(jìn)行二次篩分，除去成品中混有的較大黑粒，保持產(chǎn)品黑粒數(shù)目穩(wěn)定。具體操作是：在聚合工序和包裝工序之間加裝二次篩分設(shè)備，切片在進(jìn)行包裝之前，對切片再進(jìn)行篩選，除去大黑粒和超長粒，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。篩分過程可以屢次循環(huán)篩分，直至黑粒降到符合要求，再進(jìn)行成品包裝。二次篩分的弊端有：篩分能力有限，不能滿足上萬噸生產(chǎn)規(guī)模的要求，且除去黑粒和超長粒的同時，少量合格切片也會隨黑粒和超長粒進(jìn)入隔離罐內(nèi)，作為廢品流失掉，造成一定量的浪費。 我國聚酰胺產(chǎn)業(yè)起步較晚，工藝和設(shè)備主要從