尼龍合成工藝學(xué)

尼龍合成工藝學(xué)演示文稿目前一頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)尼龍合成工藝學(xué)目前二頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)目錄一尼龍66簡介二尼龍66發(fā)展史及現(xiàn)狀三尼龍66反應(yīng)原理四尼龍66鹽水溶液縮聚工藝路線的選擇五尼龍66的工藝流程六尼龍66應(yīng)用目前三頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)一.尼龍66簡介中文別名：錦綸66短纖維；尼龍-66；尼龍66樹脂；聚酰胺-66；聚己二酰己二胺；錦綸-66。

尼龍66疲勞強(qiáng)度和鋼性較高，耐熱性較好，摩擦系數(shù)低，耐磨性好，但吸濕性大，尺寸穩(wěn)定性不夠。通常應(yīng)用于中等載荷，使用溫度<100-120度無潤滑或少潤滑條件下工作的耐磨受力傳動(dòng)零件。尼龍66為聚己二酰己二胺，工業(yè)簡稱PA66。常制成圓柱狀粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般為1.5萬～2萬。各種聚酰胺的共同特點(diǎn)是耐燃，抗張強(qiáng)度高（達(dá)104千帕），耐磨，電絕緣性好。目前四頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)目錄一尼龍66簡介二尼龍66發(fā)展史及現(xiàn)狀三尼龍66反應(yīng)原理四尼龍66鹽水溶液縮聚工藝路線的選擇五尼龍66的工藝流程六尼龍66應(yīng)用目前五頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)二.尼龍66發(fā)展史及現(xiàn)狀1930年，卡羅瑟斯用乙二醇和癸二酸縮合制取聚酯1935年初，卡羅瑟斯用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺（即聚酰胺510），還不適宜于商品生產(chǎn)。緊接著，卡羅瑟斯又選擇了己二胺和己二酸進(jìn)行縮聚反應(yīng)，終于在1935年2月28日合成出聚酰胺66。目前六頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)1938年7月，首次生產(chǎn)出聚酰胺纖維．同月用聚酰胺66作牙刷毛的牙刷開始投放市場。10月27日，杜邦公司正式宣布世界上第一種合成纖維正式誕生了，并將聚酰胺66這種合成纖維命名為尼龍（nylon）。1939年10月24日，杜邦在總部所在地公開銷售尼龍絲長襪時(shí)引起轟動(dòng)，被視為珍奇之物爭相搶購，混亂的局面迫使治安機(jī)關(guān)出動(dòng)警察來維持秩序。目前七頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)直到1945年:尼龍工業(yè)被轉(zhuǎn)向軍工產(chǎn)品。最初十年間產(chǎn)量增加25倍，1964年占合成纖維的一半以上。至今聚酰胺纖維的產(chǎn)量雖說總產(chǎn)量已不如聚酯纖維多，但仍是三大合成纖維之一。目前八頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)三.尼龍66生產(chǎn)現(xiàn)狀目前九頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)目前十頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)目前十一頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)2002年~2007年,我國尼龍產(chǎn)量的年均增長率達(dá)到13.3%,尼龍66鹽表觀消費(fèi)量年均增長率為6.8%。2006年尼龍66切片表觀消費(fèi)量達(dá)到24萬t,其中進(jìn)口約12萬t。2007年進(jìn)口約20萬t。目前十二頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)在今后一段時(shí)期,尼龍66的市場需求則和其產(chǎn)能呈現(xiàn)出快速發(fā)展的良好勢頭。我國是一個(gè)人口大國,隨著生活水平的不斷提高,合成纖維的需求量將不斷增加。目前十三頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)目錄一尼龍66簡介二尼龍66發(fā)展史及現(xiàn)狀三尼龍66反應(yīng)原理四尼龍66鹽水溶液縮聚工藝路線的選擇五尼龍66的工藝流程六尼龍66應(yīng)用目前十四頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)三.尼龍66反應(yīng)原理從上述反應(yīng)式可以看出，隨著生成水的脫出，同時(shí)生成酰胺鍵，形成了線型高分子。反應(yīng)特點(diǎn):體系內(nèi)水的擴(kuò)散速度決定反應(yīng)速度。如何在短時(shí)間內(nèi)高效率地把水排出體系外，并得到生成物，是尼龍66制備工藝的關(guān)鍵所在。在尼龍66的縮聚反應(yīng)生成的聚合物中，低分子化合物不多，約在1%以下，所以，一般不需要萃取。尼龍66是由己二胺和己二酸進(jìn)行縮聚制得的。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了保證己二胺和己二酸等物質(zhì)的量比進(jìn)行縮聚反應(yīng)，一般制成尼龍66鹽后再進(jìn)行縮聚反應(yīng)。反應(yīng)式如下:目前十五頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)含水比率，H2Omol/mol△H,kJ/mol1.009.543.0522.36.2326.1尼龍66鹽水溶液縮聚時(shí)的反應(yīng)熱目前十六頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)目錄一尼龍66簡介二尼龍66發(fā)展史及現(xiàn)狀三尼龍66反應(yīng)原理四尼龍66鹽水溶液縮聚工藝路線的選擇五尼龍66的工藝流程六尼龍66應(yīng)用目前十七頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)四.尼龍66鹽水溶液縮聚工藝路線的選擇（1）aAa+bBba(AB)n

b型反應(yīng)中，若要獲得高分子量產(chǎn)物，反應(yīng)是兩種單體必須是等摩爾量的。若利用己二酸和己二胺生成的尼龍-66鹽作為縮聚的原料，則可滿足此要求。（2）工業(yè)生產(chǎn)條件下，尼龍-66鹽先在加壓的水溶液中反應(yīng)，可防止己二胺揮發(fā)而損失，不影響但體量等摩爾比。待縮聚進(jìn)行了一段時(shí)間生成酰胺鍵的齊聚物后，再行升溫及真空脫水進(jìn)行后縮聚，已獲得高分子量產(chǎn)物。

現(xiàn)今尼龍-66的生產(chǎn)，皆采用尼龍-66鹽在水溶液中進(jìn)行縮聚的工藝路線，原因有如下兩個(gè)：目前十八頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)目錄一尼龍66簡介二尼龍66發(fā)展史及現(xiàn)狀三尼龍66反應(yīng)原理四尼龍66鹽水溶液縮聚工藝路線的選擇五尼龍66工藝流程六尼龍66應(yīng)用目前十九頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)五.尼龍66工藝流程間歇縮聚法工藝成熟設(shè)備簡單可小批量生產(chǎn)反應(yīng)時(shí)間4~6小時(shí)連續(xù)縮聚法操作簡單產(chǎn)品質(zhì)量好成本較低反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)左右目前工業(yè)生產(chǎn)的方法有間歇縮聚法和連續(xù)縮聚法兩種。兩者特點(diǎn)如下：目前二十頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)（1）連續(xù)縮聚生產(chǎn)工藝反應(yīng)溫度:

尼龍66鹽的縮聚反應(yīng)實(shí)際是在熔融狀態(tài)下進(jìn)行,因此反應(yīng)的初始溫度至少比尼龍66鹽的熔點(diǎn)高10℃,宜控制在214℃左右,反應(yīng)過程中為了提高分子活化能,加快反應(yīng)速度,溫度逐漸升高到后期的280℃左右,即高于聚合物熔點(diǎn)15℃左右。b.反應(yīng)壓力:單體己二胺的沸點(diǎn)較低(196℃),為防止己二胺的揮發(fā),反應(yīng)初期壓力選擇1.72MPa左右。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,單體初步縮聚成預(yù)聚體后,除去反應(yīng)體系中的水,進(jìn)一步提高聚合物的相對分子質(zhì)量。所以反應(yīng)中后期降至常壓乃至負(fù)壓進(jìn)行縮聚。目前二十一頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)連續(xù)縮聚工藝流程圖目前二十二頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)連續(xù)聚合工藝是先將鹽儲(chǔ)槽內(nèi)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的尼龍66鹽液分批送入計(jì)量槽,并在計(jì)量槽中根據(jù)生產(chǎn)的產(chǎn)品情況加入不同的添加劑,經(jīng)過攪拌混合的尼龍66鹽液靠自重分批流入第二中間槽,再由鹽供給泵通過鹽過濾器、鹽預(yù)熱器連續(xù)地供給濃縮槽,通過蛇管間接加熱,除去部分水分,把鹽液質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到70%。反應(yīng)器供給泵將濃縮后的鹽液送出,經(jīng)第一、第二鹽預(yù)熱器進(jìn)入反應(yīng)器,在1.72MPa的壓力下初步縮聚出反應(yīng)器的預(yù)聚物,用輸送泵連續(xù)送至閃蒸器,在閃蒸器內(nèi)物料的壓力逐步降至常壓,以使聚合物中水分迅速分離出來。目前二十三頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)根據(jù)不同產(chǎn)品的需要,可在閃蒸器供給泵與閃蒸器之間的物料管中,用注入泵將二氧化鈦懸浮液分散到預(yù)聚物中。出閃蒸器的預(yù)聚物靠自重連續(xù)進(jìn)入前聚合器中,在常壓下,殘存的水分進(jìn)一步被分離,從而使聚合物的相對粘度提高。出前聚合器的聚合物,用供給泵送到后聚合器,聚合物中殘存的水分和進(jìn)一步縮聚生成的水分,在真空條件下被除去,從而使聚合物的粘度和相對分子質(zhì)量被調(diào)整到產(chǎn)品所需要的范圍內(nèi),而后直接紡絲或做成切片。目前二十四頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)

間歇縮聚的主要設(shè)備是高壓釜。

（2）間歇聚合工藝流程目前二十五頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)通常把尼龍66鹽配成50%～60%的水溶液，濃度高，反應(yīng)速度快，但濃度太高在輸送或貯存過程中會(huì)結(jié)晶。把配好66鹽水溶液加人反應(yīng)釜，同時(shí)，還要加人分子量調(diào)節(jié)劑(一般為乙酸，也可為己二酸)，用量根據(jù)所需尼龍66分子量大小而定。

釜內(nèi)溫度一般控制在230℃左右，壓力1.7～1.8MPa,保壓時(shí)間2h左右進(jìn)行預(yù)縮聚使生成低分子量的聚合體。保壓時(shí)間不能太長，否則，會(huì)出現(xiàn)脫羥現(xiàn)象。然后，逐步泄壓，排出水蒸氣，隨著水分不斷排出，溫度逐步提高、壓力逐步下降，從1.8MPa下降到一定壓力時(shí)，抽真空使壓力達(dá)到0.1MPa左右，保持45min，溫度控制在280℃以下，防止熱降解，排出水分進(jìn)行最后縮聚。

縮聚反應(yīng)完成后，將物料壓出、鑄帶、切粒、干燥，得到尼龍66樹脂。目前二十六頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)目錄一尼龍66簡介二尼龍66發(fā)展史及現(xiàn)狀三尼龍66反應(yīng)原理四尼龍66鹽水溶液縮聚工藝路線的選擇五尼龍66的工藝流程六尼龍66應(yīng)用目前二十七頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)六尼龍66的應(yīng)用尼龍66主要用于汽車、機(jī)械工業(yè)、電子電器、精密儀器等領(lǐng)域。從最終用途看，汽車行業(yè)消耗的尼龍66占第一位，電子電器占第二位。88%:注射12%:擠出、吹塑等目前二十八頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)1.汽車工業(yè)

由于尼龍66優(yōu)良的耐熱性、耐化學(xué)藥品性、強(qiáng)度大和加工方便等，因而在汽車工業(yè)得到了大量應(yīng)用，目前幾乎已能用于汽車的所有部位，如發(fā)動(dòng)機(jī)部位，電器部位和車體部位。

目前二十九頁\總數(shù)三十一頁\編于三點(diǎn)2.電子電器工業(yè)PA66可生產(chǎn)電子電器絕緣件、精密電子儀器部件、電工照明器具和電子電器的零部件等，可用于制作電飯鍋、電動(dòng)吸塵器、高頻電子食品加熱器等。PA66具有優(yōu)良的耐焊錫性，廣泛用作接線盒、開關(guān)和電阻器等的生產(chǎn)。阻燃級PA66可用于彩電導(dǎo)線夾、固定夾和聚焦旋鈕。目