尼龙66聚合过程与工艺
尼龙66注塑成型工艺 (1)
华侨大学课程名称:增强增韧尼龙66汽车专用料姓名:彭儒学号:9专业:08高分子二班任课教师:钱浩前言:尼龙是结晶型塑料,品种颇多,已达到130多种,应用于注塑加工的有尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010以及共聚性尼龙、超韧性尼龙、玻璃纤维增强尼龙、矿物增强尼龙等等。
世界市场中,应用量最大的是尼龙66。
尼龙最早在1889年首先由Gabriel和Maass 两人合成制得,但系统的研究并最终实现工业化实在1929年,由美国杜邦公司的Carothers着手进行的。
1931年Carothers申请了第一篇尼龙专利,1935年首先制得尼龙66,1939年实现工业化。
尼龙66的应用领域一般在汽车、电子电器、化工设备、机械设备等方面。
从最终用途看,汽车行业消耗的尼龙66占第一位,电子电器占第二位。
大约有88%的尼龙66通过注射成型加工成各种制件,约12%的尼龙66则通过挤出、吹塑等成型加工成相应的制品。
由于尼龙66优良的耐热性、耐化学药品性、强度和加工方便等,因而在汽车工业得到了大量应用,目前几乎已能用于汽车的所有部位,如发动机部位,电器部位和车体部位。
发动机部位包括进气系统和燃油系统,如发动机气缸盖罩、节气门、空气滤清器机器外壳,车用空气喇叭、车用空调软管、冷却风扇及其外壳、进水管、刹车油罐及灌盖,等等。
车体部位零部件有:汽车挡泥板、后视镜架、保险杠、仪表盘、行李架、车门手柄、雨刷支架、安全带扣搭、车内各种装饰件等等。
车内电器方面如电控门窗、连接器、保鲜盒、电缆扎线等。
工艺特点:⑴吸水性尼龙66较易吸湿,如果长时间暴露在空气下,会吸收大气中的水分。
吸水后会发生体积膨胀,影响制品的尺寸精度,如在注塑前吸收过量的水分时,其制作的外国外观和力学性质都会受损。
⑵结晶性尼龙66为结晶性高聚物,一般在20%~30%之间。
结晶度的高低与性能有关,结晶度高,拉伸强度、耐磨性、硬度、润滑性等性能有所提高,热膨胀系数和吸水性趋于下降。
尼龙6和尼龙66的原材料
尼龙6和尼龙66的原材料引言尼龙(nylon)是一种由合成聚合物制成的重要塑料材料,广泛应用于纺织、建筑、汽车、电子等行业。
尼龙6和尼龙66是其中两种常见的尼龙类型,它们具有不同的特性和用途。
在本文中,将详细介绍尼龙6和尼龙66的原材料、制备过程以及其特点和应用。
尼龙6的原材料尼龙6的原材料主要有己内酰胺(caprolactam)和一些辅助剂。
下面将详细介绍这些原材料的特点和应用。
己内酰胺(caprolactam)己内酰胺是制备尼龙6最重要的原料之一,也是一种有机化合物。
它是由环己内酸经过氧化和加氨酸酯化反应得到的。
己内酰胺具有以下特点:•液体状态:己内酰胺是一种无色液体,在常温下呈现出透明的状况。
•低粘度:己内酰胺的粘度较低,这使其在制备尼龙6的过程中易于处理。
•高沸点:己内酰胺的沸点较高,可达到200摄氏度左右,这使其易于进行高温反应。
•耐溶解性:己内酰胺与多种溶剂均能溶解,这为其制备尼龙6提供了便利。
己内酰胺被广泛应用于尼龙6的制备过程中,其主要作用是作为尼龙6聚合反应的前体物质。
通过环合聚合反应,己内酰胺分子中的环六元吡咯单元在高温下开启,链延长反应生成尼龙6聚合物。
辅助剂除了己内酰胺,制备尼龙6还需要一些辅助剂,以调整材料的性能和特性:•氧化剂:氧化剂可以加速环合聚合反应的进行,常用的氧化剂有过氧化铵和过氧化物等。
它们在反应中作为催化剂发挥作用。
•催化剂:催化剂用于加速聚合反应的进行,常用的催化剂有硫酸、硫酸铵等。
催化剂可以提高反应速率,减小反应温度。
•稳定剂:稳定剂可以阻止材料在高温下分解或氧化,常用的稳定剂有肼、硫酸和抗氧化剂等。
稳定剂的加入可以提高尼龙6的热稳定性。
辅助剂的加入可以调整尼龙6的物理性质和热稳定性,提高材料的加工性能和使用寿命。
尼龙66的原材料尼龙66是另一种常见的尼龙类型,其原材料主要有己二酸(adipic acid)和二甲胺(hexamethylenediamine)。
尼龙66合成工艺学
(2)间歇聚合工艺流程
间歇缩聚的主要设备是高压釜。
通常把尼龙66盐配成50%~60%的水溶液,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的聚合体。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。
连续缩聚工艺流程图
连续聚合工艺是先将盐储槽内质量分数为50%的 尼龙66盐液分批送入计量槽, 并在计量槽中根据生 产的产品情况加入不同的添加剂, 经过搅拌混合的尼 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的盐液送出, 经第 一、第二盐预热器进入反应器, 在1. 72MPa的压力 下初步缩聚出反应器的预聚物, 用输送泵连续送至闪 蒸器, 在闪蒸器内物料的压力逐步降至常压, 以使聚 合物中水分迅速分离出来。
四.尼龙66盐水溶液缩聚工艺路线的选择
现今尼龙-66的生产,皆采用尼龙-66盐在水溶液中进行缩聚的 工艺路线,原因有如下两个: (1)aAa+bBb a (AB)n b型反应中,若要获得高 分子量产物,反应是两种单体必须是等摩尔量的。若利用己二酸 和己二胺生成的尼龙-66盐作为缩聚的原料,则可满足此要求。 (2)工业生产条件下,尼龙-66盐先在加压的水溶液中反应,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的齐聚物后,再行升温及真空脱水进行后缩 聚,已获得高分子量产物。
尼龙66工业丝生产工艺技术及温度的影响
尼龙66工业丝生产工艺技术及温度的影响尼龙6和尼龙66,但由于分子立体结构不同,分子问形成氢键和取得高结晶度的能力不同,从而使两者在物理性能上呈现一定的差异,尼龙66的某些性能优于尼龙6。
本文前半部分概述了国内尼龙66工业丝的不同生产工艺技术,后半部分叙述了温度对尼龙66工艺的影响。
国内生产尼龙66工业丝有两种不同的工艺技术:连续缩聚直接纺丝拉伸卷绕联合生产技术;问歇缩聚、固相缩聚纺丝拉伸卷绕生产技术。
l 连续缩聚生产技术1,1 缩聚工艺a,反应温度:尼龙66盐的缩聚反应实际是在熔融状态下进行,因此反应的初始温度至少比尼龙66盐的熔点高10C,宜控制在214|C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的280℃左右,即高于聚合物熔点15 C左右。
b.反应压力:单体己二胺的沸点较低(196℃),为防止己二胺的挥发,反应初期压力选择1.76 MPa 左右。
随着反应的进行,单体初步缩聚成预聚体后,除去反应体系中的水,进一步提高聚合物的相对分子质量。
所以反应中后期降至常压乃至负压进行缩聚。
1.2 盐处理在盐溶解槽内把固体尼龙66盐溶解于55℃的高纯水中制成5O 的溶液,送往活性炭处理槽,吸附溶液中可溶性杂质,然后经活性炭过滤器循环过滤除去活性炭,制得的精尼龙66盐溶液送往第一中间槽,进一步对盐液质量确认后送往精制盐槽内向聚合工序供料。
有关工艺质量标准如下:高纯水电导率小于0.5 s,SiO2含量小于0,02ug/g,Fe含量小于0.O1ug/g;精制盐溶液浓度50 ±0,2 、UV 值≤0.1×10 ,pH 值7.5~8,温度50℃。
1.3 尼龙66盐缩聚尼龙66盐缩聚工艺流程见图1图1 尼龙66连续缩聚工序流程图 Flow sheet of nylon66 continuous condensation polymerization1.计量槽(Dosing vessel);2.第二中间槽(【intermediary tank);3.过滤器(Ft Lter);4预热器(Reheater);5浓缩槽(ConoentraTor);6 第一.二预热器(reheater);7 反应器(Reactor)I8.减压器(Reducer);9 前聚合器(Front polymeriser):10 后聚合器(After polymeriser)50% 的精制盐溶液在计量槽内分批计量后,加入一定量的反应催化剂次磷酸钠,原丝的热稳定剂醋酸铜(21 6ug/g)、碘化钾(159.6ug/g)。
(完整版)尼龙66的合成实验报告
(完整版)尼龙66的合成实验报告尼龙66的合成实验报告班级:应131-1组别:第七组组员:尼龙66的合成⼀、实验⽬的1、学习由环⼰醇(醇氧化物)制备环⼰酮(酮氧化物)原理、⽅法、实验操作。
2、学习由环⼰酮制备⼰⼆酸的原理、⽅法、实验操作。
3、学习尼龙66的制造⼯艺,应⽤,发展前途。
4、熟练准确的掌握有机实验的基本操作。
⼆、实验原理(⼀)尼龙66的性质尼龙66名为聚⼰⼆酸⼰⼆胺,为半透明或不透明的乳⽩⾊的热塑性结晶形聚合物,相对密度1.14,熔融温度255℃ ,热分解温度⼤于370℃ ,连续使⽤温度⼤于105℃,因分⼦主键中含有强极性的酰胺基,⽽酰胺基间的氢键使分⼦间的结合⼒较强,易使结构发⽣结晶化,具有较⾼的刚性、韧性(良好的⼒学性能)和优良的耐磨性、⾃润滑性、染⾊性、耐油性及耐化学药品性和⾃熄性 ,其⼒学强度较⾼,耐热性优良,耐寒性好 ,使⽤温度范围宽[1]。
因此,尼龙66为热塑性树脂中发展最早、产量最⼤的品种,其性能优良,也是化学纤维的优良聚合材料,应⽤范围最⼴,因此产量逐年增长 ,已位居五⼤⼯程塑料之⾸。
(⼆)主要有关物质介绍1.环⼰酮环⼰酮(cyclohexanone),有机化合物,是六个碳的环酮,室温下为⽆⾊油状液体,有类似薄荷油和丙酮的⽓味,久置颜⾊变黄。
微溶于⽔,可与⼤多数有机溶剂混溶。
不纯物为浅黄⾊,随着存放时间⽣成杂质⽽显⾊,呈⽔⽩⾊到灰黄⾊,具有强烈的刺⿐臭味。
易燃,与⾼热、明⽕有引起燃烧的危险,与氧化剂接触猛烈反应,与空⽓混合爆炸极与开链饱和酮相同。
环⼰酮在⼯业上被⽤作溶剂以及⼀些氧化反应的触发剂,也⽤于制取⼰⼆酸、环⼰酮树脂、⼰内酰胺以及尼龙。
2.⼰⼆酸⼰⼆酸(Adipicacid)⼜称肥酸,是⼀种⽩⾊的结晶体,有⾻头烧焦的⽓味。
微溶于⽔,易溶于酒精、⼄醚等⼤多数有机溶剂。
当⼰⼆酸中的氧⽓含量⾼于14%时,易产⽣静电引起着⽕。
⼰⼆酸是脂肪族⼆元酸中最有应⽤价值的⼆元酸,能发⽣成盐反应、酯化反应、酰胺化反应等,并能与⼆元胺或⼆元醇缩聚成⾼分⼦聚合物,其对眼睛、⽪肤、粘膜和上呼吸道有刺激作⽤。
Nylon66 高强丝的工艺简介
英威达特种纤维(上海)有限公司【Invista Specialty Fibre (Shanghai) Co., Limited】简介:英威达公司是全球最大的安全气囊丝生产商(占有全球安全气囊丝总销售量的50%以上份额)、日本东丽居第二。
英威达特种纤维(上海)有限公司是英威达公司于2006年在上海开始启动基建,于2008年10月建成投产的一个新厂,现有两条连续化生产线(总产能为12000吨/年),其产品为高强度尼龙66纱线(安全气囊丝)――主要产品用于制造汽车产业重要组成部分之一的安全气囊袋、少量产品用于制造高级缝纫线和旅行包。
经过多家客户如日本公司(TPC)和韩国公司(Kolon)的现场验证:我公司生产的安全气囊丝能达到每2000万米纱线才有一个毛丝的水平,远远超过日本东丽公司的水平,现处于世界领先水平。
我公司拥有许多关于高强度尼龙66纱线制造的聚合和纺丝方面的专有技术。
我公司一些产品的规格【表示方法:纤度(Decitex)/一束复丝所包含的单丝数(Filaments)】和部分物理性能如下:350/136: 断裂强力(29N)、断裂伸长(21.5%)、热收缩率(6.6%)、韧性(82cN/dex);470/86: 断裂强力(39.5N)、断裂伸长(20%)、热收缩率(6.7%)、韧性(84cN/dex);470/136: 断裂强力(39N)、断裂伸长(22.5%)、热收缩率(6.6%)、韧性(81cN/dex);585/136: 断裂强力(48N)、断裂伸长(20.5%)、热收缩率(6.5%)、韧性(82cN/dex);700/105: 断裂强力(58N)、断裂伸长(20.7%)、热收缩率(6.4%)、韧性(83cN/dex)。
我公司主要生产工序包括:Nylon 66切片的聚合工序和高强度Nylon 66纱线的纺丝工序、以及产品分级定等和包装工序。
一、Nylon 66切片的聚合工序(按照工艺的先后次序):1.对从外厂购买进的Nylon 66基础切片(相对粘度为38),通过稀相气体输送系统进行除去粉尘(包括利用旋风分离器和淘析器进行除去粉尘)、然后通过密相气体输送系统将切片送入大料仓中进行储存并进行混料(以保证切片的均匀性)。
(完整版)尼龙66的合成实验报告
尼龙66的合成实验报告班级:应131-1组别:第七组组员:尼龙66的合成一、实验目的1、学习由环己醇(醇氧化物)制备环己酮(酮氧化物)原理、方法、实验操作。
2、学习由环己酮制备己二酸的原理、方法、实验操作。
3、学习尼龙66的制造工艺,应用,发展前途。
4、熟练准确的掌握有机实验的基本操作。
二、实验原理(一)尼龙66的性质尼龙66名为聚己二酸己二胺,为半透明或不透明的乳白色的热塑性结晶形聚合物,相对密度1.14,熔融温度255℃ ,热分解温度大于370℃ ,连续使用温度大于105℃,因分子主键中含有强极性的酰胺基,而酰胺基间的氢键使分子间的结合力较强,易使结构发生结晶化,具有较高的刚性、韧性(良好的力学性能)和优良的耐磨性、自润滑性、染色性、耐油性及耐化学药品性和自熄性 ,其力学强度较高,耐热性优良,耐寒性好 ,使用温度范围宽[1]。
因此,尼龙66为热塑性树脂中发展最早、产量最大的品种,其性能优良,也是化学纤维的优良聚合材料,应用范围最广,因此产量逐年增长 ,已位居五大工程塑料之首。
(二)主要有关物质介绍1.环己酮环己酮(cyclohexanone),有机化合物,是六个碳的环酮,室温下为无色油状液体,有类似薄荷油和丙酮的气味,久置颜色变黄。
微溶于水,可与大多数有机溶剂混溶。
不纯物为浅黄色,随着存放时间生成杂质而显色,呈水白色到灰黄色,具有强烈的刺鼻臭味。
易燃,与高热、明火有引起燃烧的危险,与氧化剂接触猛烈反应,与空气混合爆炸极与开链饱和酮相同。
环己酮在工业上被用作溶剂以及一些氧化反应的触发剂,也用于制取己二酸、环己酮树脂、己内酰胺以及尼龙。
2.己二酸己二酸(Adipicacid)又称肥酸,是一种白色的结晶体,有骨头烧焦的气味。
微溶于水,易溶于酒精、乙醚等大多数有机溶剂。
当己二酸中的氧气含量高于14%时,易产生静电引起着火。
己二酸是脂肪族二元酸中最有应用价值的二元酸,能发生成盐反应、酯化反应、酰胺化反应等,并能与二元胺或二元醇缩聚成高分子聚合物,其对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有刺激作用。
尼龙66的聚合过程与工艺
尼龙66的聚合过程与工艺
尼龙66是一种合成纤维,也被称为聚己内酰胺纤维。
它是通过将己
内酰胺和对苯二胺在一定的条件下进行反应,形成聚己内酰胺(尼龙66)的聚合过程得到的。
尼龙66是一种重要的合成纤维,在纺织工业中得到
广泛应用。
1.原料准备:己内酰胺和对苯二胺作为重要的原料,需要进行精细加
工和准备。
这些原料通常经过粉碎、筛选和干燥等处理,以保证其质量和
纯度。
2.聚合反应:将己内酰胺和对苯二胺加入到聚合反应釜中,同时加入
一定比例的催化剂。
常用的催化剂包括有机碱或贵金属催化剂,它们可以
促使聚合反应的发生。
反应釜中通常需要控制一定的温度和压力条件,以
确保反应的进行。
3.聚合过程控制:聚合反应一般需要经历两个阶段,开环聚合和闭环
聚合。
开环聚合是指通过加热和催化剂的作用,使己内酰胺和对苯二胺之
间发生开环反应,形成中间产物。
闭环聚合是指通过控制温度和压力等条件,使中间产物进一步聚合,形成尼龙66大分子链。
4.聚合产物处理:聚合完成后,产生的尼龙66聚合物通常以颗粒形
式存在。
为了提高纤维的质量,通常需要对颗粒进行加工处理。
这一过程
包括挤出、纺丝、冷却等步骤,并通过拉伸、热定型等处理方法,进一步
改善纤维的性能。
以上是尼龙66的主要聚合过程和工艺。
尼龙66以其优良的物理性能
和耐磨性,在纺织、汽车、航空航天、电子和船舶等领域得到广泛应用。
随着科学技术的发展,尼龙66的制备工艺也在不断改进和改良,以提高产量和降低生产成本。
尼龙66工艺流程讲解
尼龙66工艺流程讲解英文回答:Nylon 66 Manufacturing Process.Polymerization.Nylon 66 is produced through the condensation polymerization of hexamethylene diamine (HMD) and adipic acid (AA). The reaction takes place in two stages:Amidation: HMD and AA are heated in the presence of water to form nylon salt, which is a high-viscosity liquid.Polymerization: The nylon salt is further heated to remove water and form the nylon 66 polymer. This process is typically carried out in a continuous reactor under high pressure and temperature.Spinning.The molten nylon 66 polymer is extruded through spinnerets into a fiber form. The fibers are cooled and solidified in a spinning bath. The spinning process can be classified into two main methods:Melt spinning: The molten polymer is extruded through a spinneret with small holes to form fine fibers.Solution spinning: The polymer is dissolved in a solvent and extruded through a spinneret to form fibers. The solvent is then removed through evaporation.Drawing.The spun fibers are subsequently drawn to align the molecules and improve their strength and toughness. Drawing involves stretching the fibers under controlled conditions of temperature and tension.Heat Treatment.Drawn fibers are heat treated to further enhance their properties. Heat treatment can be carried out in different ways, including:Annealing: Heating the fibers above their glass transition temperature and then cooling them slowly.Quenching: Rapidly cooling the fibers from an elevated temperature.Extrusion.Heat-treated fibers are extruded into various shapes and sizes, such as yarns, filaments, and film. Extrusion involves melting the polymer and forcing it through a die.Properties of Nylon 66。
界面法缩聚尼龙66
一、实验目的1.了解缩合聚合过程;2.了解xx-66的特点与用途。
二、实验原理界面缩聚是将两种互相作用而生成高聚物的单体分别溶于两种互不相溶的液体中(通常以水和有机溶剂),形成水相和有机相,当两相接触时,在界面附近迅速发生缩聚反应面生成高聚物。
界面聚合一般要求单体有很高的反应活性,实验室制备尼龙-66一般采用己二胺和己二酰氯。
其中酰氯在酸接受体存在下与胺的活泼氢起作用,属于非平衡缩聚反应。
己二胺水溶液与己二酰氯的四氯化碳溶液相混合,因胺基与酰氯的反应活性都很高,在相界面上马上生成聚合物的薄膜。
反应方程式如下:n NH2(CH2)6NH2 + n ClOC(CH2)4COCl NaOH [-NH(CH2)6-NHCO(CH2)4CO]n 己二胺己二酰氯聚酰胺三、药品与仪器己二酸、二氯亚砜、二甲基甲酰胺、己二胺、己二酰氯、水、四氯化碳、氢氧化钠、盐酸;圆底烧瓶、回流冷凝管、氯化钙干燥管、油浴设备、蒸馏装置、氯化氢气体吸收装置;烧杯、玻璃棒、铁架台四、实验步骤1.己二酰氯的合成在回流冷凝管上方装氯化钙干燥管,后接氯化氢吸收装置,然后装在圆底烧瓶上。
在圆底烧瓶内加入己二酸10克和二氯亚砜20ml,并加入两滴二甲基甲酰胺(生成大量气体),加热回流反应2h左右,直到没有氯化氢放出。
然后将回流装置改为蒸馏装置,先利用温水浴,在常压下将过剩的二氯亚砜蒸馏出。
再将水浴再改换成油浴(60℃~80℃),真空减压蒸馏至无二氯亚砜析出。
再继续进行减压蒸馏,将己二酰氯完全蒸出。
2.xx-66的合成在烧杯Axx加入100ml水、己二胺4.64g和氢氧化钠3.2g。
在另一烧杯B中加入精制过的四氯化碳100ml和合成好的己二酰氯3.66g。
然后将A中的水溶液沿玻璃棒缓慢倒入B中,可以看到在界面处形成一层半透明的薄膜,即尼龙-66。
将产物用玻璃棒小心拉出,缠绕在玻璃棒上,直到反应结束。
再用3%的稀盐酸洗涤产品,再用去离子水洗涤至中性后真空干燥,最后计算产率。
尼龙-66
实验步骤:
尼龙-66盐的制备
尼龙-66盐是己二酸己二胺盐的俗称,分子式:C12H26O4N2,分子量262.35, 结构式: [+H3N(CH2)6NH3+-OOC(CH2)4COO-]。尼龙-66盐是无臭、无腐蚀、略带氨味的白色或微黄色宝 石状单斜晶系结晶。室温下,干燥或溶液中的尼龙-66盐比较稳定,但温度高于200℃时,会 发生聚合反应。
性能
PA66
PA6
结构单元 己二酸己二胺缩聚
己内酰胺缩聚
熔点 高达260℃
熔点较低,低40℃左右,工艺温度范围很宽
耐热性 耐热性能要好
耐温不理想
力学性能 PA66的刚性好, 弹性模量也更好
PA6的韧性好,抗冲击性和抗溶解性比PA66要好
其他性能 染色较困难,不易上色,手感较尼龙6柔软
吸湿性也更强
应用 轮胎帘子线和耐热水洗涤织物以及梭织物,工业齿轮上如船用螺旋桨 攀手、汽车结构件
尼龙-66的制备实验
实验目的:
掌握尼龙-66盐的制备和干燥技术。 掌握熔融聚合制备聚酰胺实验。 了解尼龙的发展和应用。
实验原理:
己二酸和己二胺发生缩聚反应即可得到尼龙-66。工业上为了己二酸和己二胺以 等摩尔比进行反应,一般先制成尼龙-66盐后再进行缩聚反应,在水的脱出的同 时伴随着酰胺键的生成,形成线型高分子。所以体系内水的扩散速度决定了反 应速度,因此在短时间内高效率地将水排出反应体系是尼龙-66制备工艺的关键 所在。上述缩聚过程既可以连续进行也可以间歇进行。 在缩聚过程中,同时存在着大分子水解、胺解(胺过量时)、酸解(酸过量 时)和高温裂解等使尼龙66的分子量降低的副反应。
尼龙-66的连续聚合生产工艺流程课程设计
尼龙-66的连续聚合生产工艺流程课程设计高分子合成工艺设计说明书年产60万吨尼龙66连续聚合生产工艺设计院、部:材料与化学工程学院学生姓名:指导教师:职称专业:高分子材料与工程班级:1001班完成时间:2013年06月03日摘要本文主要阐述了尼龙-66的国内外发展现状以及研究其连续聚合生产工艺流程设计过程。
设计尼龙-66连续聚合的工艺流程,选择正确的工艺条件和设备,并进行合理的设备配置,以便按我们的要求进行生产。
关键词:尼龙-66;连续聚合ABSTRACTThi sarticle expounded the development situation from domestic and overseas of nylon-66 and also studied it’s process of continuous polymerization. In order to meet our request, we designed process of continuous polymerization of nylon-66, chose suitable processing condition and device arrange the devices appropriately.Key words: nylon-66;continuous polymerization目录1 绪论 (1)1.2 国外生产现状 (1)1.3 国内生产现状 (2)1.3 进出口情况 (3)2 工艺流程和方案的说明及论证 (5)2.1 工艺路线的选择 (5)2.2 工艺流程设计 (5)2.2.1尼龙66的生产原料及原料制备 (5)2.2.2尼龙66的生产工艺 (9)2.3 工艺参数的选择 (10)2.3.1 工艺关键点控制 (10)2.3.2工艺说明 (12)3 物料衡算 (13)3.1 年产量60万吨尼龙-66的物料衡算过程 (13)4 热量衡算 (18)4.1 尼龙66生产中的能耗分析 (18)4.2 尼龙66生产设备的能量衡算 (18)4.2.1 蒸发器 (18)4.2.2 反应器 (20)4.2.3 闪蒸器 (21)4.2.4 聚合器 (23)5 聚合釜及各设备选型 (25)5.1对设备的要求 (25)5.2溶解过程 (25)5.3预缩聚过程 (25)5.4闪蒸过程 (25)5.5后缩聚过程 (26)参考文献 (27)致谢 (29)附录 (30)1 绪论引言+生产能力数据+聚合方法(连续缩聚+间歇缩聚)+主要(连续聚合)尼龙66是最早研制成功的尼龙品种,于1939年由美国杜邦公司实现工业化生产,是目前最主要的尼龙品种之一。
尼龙66的合成反应方程式
尼龙66的合成反应方程式尼龙66,也被称为聚己内酰胺-6,6,是一种合成纤维材料。
它由己内酰胺和己二酸在适当的反应条件下合成而成。
现在,让我们来看一下尼龙66的合成反应方程式以及相关的参考内容。
尼龙66的合成反应是一种聚合反应,也被称为缩聚反应。
在该反应中,己二酸和己内酰胺发生互补的缩聚反应,形成尼龙66的聚合物。
己二酸和己内酰胺是两种重要的原料,它们在化学结构上具有互补的特性。
己二酸包含两个羧基(-COOH)基团,而己内酰胺则包含两个胺基(-NH2)基团。
当己二酸和己内酰胺在适当的条件下混合时,它们会发生缩聚反应,形成聚合物链。
尼龙66的合成反应方程式如下所示:己二酸 + 己内酰胺→ 尼龙66该反应是一个酯化反应和胺化反应的结合。
在反应中,己二酸的羧基发生酯化反应,与己内酰胺的胺基形成酰胺键。
连续的酯化和胺化反应将产生长链聚合物,即尼龙66。
尼龙66的制备过程需要适用于高温和高压条件。
一般来说,反应会在大约250-280°C的温度下进行,并在压力较高的条件下进行。
此外,反应中还需要添加一定量的催化剂,以促进反应的进行。
参考资料中可能包括尼龙66合成反应的研究论文、教科书中相关章节、化学工程手册等。
这些参考资料可以提供尼龙66合成反应的详细机理、反应条件和实验方法。
此外,也可以了解尼龙66制备中涉及到的其他重要参数和条件,如催化剂选择、反应温度和压力的优化等。
总之,尼龙66是一种重要的合成纤维材料,其合成反应是一种酯化和胺化反应的结合。
该反应在高温、高压条件下进行,需要添加适当的催化剂。
通过了解尼龙66的合成反应方程式以及相关参考内容,我们可以深入了解尼龙66的制备过程和反应机理。
万吨尼龙66生产工艺流程
压力控制
纺丝过程中压力的控制也十分关键, 压力过大或过小都可能影响纺丝的 质量和产量。
添加剂使用
为了改善纺丝性能和产品质量,有 时需要在纺丝熔体中加入一些添加 剂,如抗氧剂、色母粒等。
05 后处理
3
环己烯的储存
应存放在阴凉、干燥、通风良好的地方,远离火 源和热源。
其他辅助原料的准备
催化剂
01
用于加速反应进程,提高产率。
溶剂
02
用于溶解原料和产物,使反应顺利进行。
助剂
03
用于改善产品质量和性能,如抗氧化剂、抗静电剂等。
03 聚合反应
聚合反应原理
聚合反应是万吨尼龙66生产中的核心 环节,通过控制反应条件,将单体、催 化剂、引发剂等原料混合在一起,经过 一系列的化学反应,最终形成高分子聚
安全措施
01
严格操作规程
制定并执行严格的操作规程,确保 生产过程中的安全。
应急预案
制定应急预案,应对可能发生的生 产事故,确保人员安全。
03
02
定期维护与检查
对设备进行定期维护和检查,确保 设备处于良好状态。
安全培训
对员工进行安全培训,提高员工的 安全意识和操作技能。
04
环保措施
废气处理
采用高效废气处理装置,减少 废气排放。
拉伸与定型
拉伸
在特定温度和湿度条件下,对尼龙66进行拉伸,以增加其纤维的长度和强度。
定型
通过控制温度和压力,使尼龙66保持所需的形状和尺寸,提高其稳定性。
卷绕与打包
卷绕
将拉伸和定型后的尼龙66纤维卷绕在筒子上,以便于运输和 存储。
尼龙66缩聚过程模拟及优化
当代化工研究v Modem Chemical R esearch基础研究2020•19尼龙66缩聚过程模抵及优化*李刚1陈珊珊2王秀甜(1.河南城建学院河南4670362.神马实业股份有限公司帘子布公司河南467000)摘要:我们利用Aspen Plus流程模拟软件,在参考了大量汽液平衡热力学模型与缩聚反症动力学模型文献的基础上,对尼龙66聚合过程 进行了流程搭建和模拟优化•采用成熟的“五大器”生产工艺,初始在进料为1500kg/h,质量分数为49. 95w«的盐溶液,模拟结果显示后 缩聚器出口聚合物分子量只有3050•我们结合实际情况在第二段管式反应器入口加入进料量400kg/h,质量分数为50wt%的盐溶液再次进行 模拟,模拟结果显示后缩聚器出口聚合物分子量为17268,后缩聚器出口的分子量有了显著提高.我们又对原有工艺进行优化,最终将后 缩聚器出口的分子量提升至21426。
关鍵词:Aspen Plus;尼龙66;缩聚;模拟优化中图分类号:TQ323. 6:TB332 文献标识码:ASimulation and Optimization of Nylon 66 Polycondensation ProcessLi Gang1,Chen Shanshan2, Wang Xiutian1,2(l.He'nan University of U rban Construction, He'nan, 4670362.Shenma Industrial Co., Ltd., Cord Fabric Company, He'nan, 467000)Abstract: We use Aspen Plus process simulation software to build and optimize the process o f n ylon 66 polymerization based on a large number of r eferences of v apor-liquid equilibrium thermodynamic models and p olycondensation kinetic models. The simulation results show that the molecular weight of t he p olymer at the outlet o f t he p ost p olycondensator is only 3050 when the f eed is 1500kg/h and the mass f raction is 49.95wt%. The simulation results show that the molecular weight of t he p olymer at the outlet o f t he p ost p olycondensator is 17268, and the molecular w eight o f t he polymer at the outlet o f t he p ost p olycondensator is significantly improved. We also optimized the original p rocess andfinally increased the molecular weight at the outlet o f t he p ost p olycondensator to 21426.Key words i Aspen Plus*, nylon 66;polycondensation;simulation and optimization聚己二酸己二胺(尼龙66)是使用己二胺和己二酸为 单体,由其中的酰胺键相连接而成的缩合聚合物,具有强度 高,耐性好,耐磨等优异性能,在汽车、电子及织品等行业 有着广泛的应用[1]。
尼龙66简述范文
尼龙66简述范文尼龙66是一种合成纤维,由尼龙6和尼龙66两种原料经过间接聚合而得到。
它有很好的机械性能,热稳定性和化学稳定性,广泛应用于纺织、汽车、电子、航空航天和建筑等领域。
本文将从尼龙66的发现历史、制备方法、性能特点、主要应用以及未来发展等方面进行详细的介绍。
尼龙66最早由Wallace Carothers在1935年发现,是他继发现尼龙6后又一重要的合成纤维。
尼龙66的制备方法相对较为复杂,主要是通过将尼龙6和尼龙66两种单体在适当的条件下反应而得到。
首先,尼龙6和尼龙66单体在高温下进行加热,生成具有两种功能基团的二聚体。
然后,在高温下进行聚合反应,将二聚体进一步聚合为高分子量的尼龙66聚合物。
最后,通过拉伸、纺丝和后处理等步骤,将尼龙66聚合物转变为纤维形态的尼龙66合成纤维。
尼龙66的性能特点主要体现在以下几个方面。
首先,尼龙66具有较高的拉伸强度和模量,使其成为一种优良的结构材料。
其次,尼龙66具有较好的热稳定性,能够在高温下保持较高的强度和稳定性。
此外,尼龙66还具有良好的耐磨性和耐化学品腐蚀性能,使其在汽车和航空航天等领域得到广泛应用。
尼龙66还具有良好的绝缘性能、抗紫外线性能和耐候性能,适用于电子和建筑领域。
尼龙66的主要应用领域包括纺织、汽车、电子、航空航天和建筑等。
在纺织领域,尼龙66的高拉伸强度和柔软度使其成为制作高品质服装和家居用品的理想材料。
在汽车领域,尼龙66的高强度和热稳定性使其成为制造汽车零部件的理想选择。
在电子领域,尼龙66的绝缘性能和耐化学品性能使其成为电线和电缆的外包材料。
在航空航天领域,尼龙66的轻质、高强度和耐热性使其成为制造飞机零部件的理想材料。
在建筑领域,尼龙66的耐候性能和耐磨性使其成为户外装饰和隔热材料的理想选择。
尼龙66未来的发展主要集中在提高其性能和降低生产成本两个方面。
在性能方面,研究人员正在努力改善尼龙66的强度、模量和耐热性能,以满足不同领域的需求。
尼龙-66分子式
尼龙-66分子式尼龙-66是一种合成聚合物,其分子式为(NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO)n。
它由己二胺和己二酸通过聚合反应合成而成。
尼龙-66是一种非常重要的合成纤维材料。
它具有优异的力学性能和热稳定性,因此被广泛应用于纺织品、工业材料和塑料制品等领域。
尼龙-66的分子式可以解读为:分子中含有己二胺和己二酸的重复单元,通过酰胺键连接在一起形成聚合物链。
分子式中的n代表聚合度,即链中重复单元的个数。
尼龙-66的制备过程中,首先将己二胺和己二酸按一定的摩尔比例混合,然后加入催化剂进行反应。
反应过程中,己二胺和己二酸中的羧基和胺基发生缩合反应,生成酰胺键,形成尼龙-66聚合物。
尼龙-66具有许多优异的性能。
首先,它具有较高的强度和韧性,可以用来制作坚固耐用的纺织品和工业材料。
其次,尼龙-66的熔点较高,热稳定性较好,可以在高温下使用。
此外,尼龙-66还具有良好的耐磨性和耐化学品性能,适用于各种恶劣环境条件下的应用。
尼龙-66广泛应用于纺织品行业。
尼龙-66纤维可以用来制作各种类型的面料,如高强度织物、合成皮革和针织品等。
这些面料具有优异的耐久性和舒适性,常用于制作服装、行李箱和家具等。
尼龙-66还被广泛应用于工业材料领域。
由于其优异的力学性能和热稳定性,尼龙-66常用于制作机械零件、汽车零部件和电子器件等。
这些材料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,可以在各种恶劣工作环境中使用。
尼龙-66还被用作塑料制品的原料。
由于其良好的可塑性和耐热性,尼龙-66可用于制作各种类型的塑料制品,如塑料袋、塑料管和塑料容器等。
这些塑料制品具有优异的耐用性和化学稳定性,广泛应用于包装、建筑和日常生活中。
尼龙-66作为一种合成聚合物,具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展,人们对尼龙-66性能的研究和改进将会进一步推动其应用领域的拓展。
万吨尼龙66生产工艺流程
工艺路线的选择
国内生产尼龙66主要有两种不同的工艺技术: 连续缩聚生产技术; 间 歇缩聚生产技术。本次课程设计主要阐述尼龙-66的连续聚合生产工 艺。
尼龙-66盐的简介 尼龙-66盐是己二酸己二胺盐的俗称,分子式:C12H26O4N2,分子量262.35,
结构式:[+H3N(CH2)6NH3+ -OOC(CH2)4COO-]。尼龙-66盐是无臭、无腐蚀、 略带氨味的白色或微黄色宝石状单斜晶系结晶。室温下,干燥或溶液中的尼龙-66 盐比较稳定,但温度高于200℃时,会发生聚合反应。
尼龙66的生产工艺
尼龙“连续聚合工艺
由图1尼龙66连续缩聚工艺可知,蒸发器用蒸汽加热,浓缩盐液,蒸 发水分,将尼龙66盐水溶液质量分数由50%提高到70%以上。预热器是 两个列管式换热器,将盐液由150℃预热到起始反应温度210℃。 反应器分为三段,第一、第二段主要是进一步蒸发水分,提高温度,在 第三段进行缩聚反应,由于在此阶段所得的聚合物聚合度约20,还需要 进一步反应,所以反应器内的反应又称为预缩聚。闪蒸器内有由细突然 变粗的蛇管。人口压力为2 MPa,出口压力为常压,物料通过闪蒸器后, 由于压力迅速降为常压,温度高达280℃的水迅速汽化,同时压力能转变 为动能,使物料与水的混合物高速进人旋风分离器,物料与水分离,物
(3) 助剂的计量与添加 尼龙66在线改性生产依托连续聚合工艺,为生产出品质优良、性能优越的产品,在
理论上要根据助剂类别性质不同,在连续聚合生产的不同时机、不同加工阶段引入。 对于不影响聚合反应的部分助剂,可在连续聚合过程中直接添加;对于其它所需助剂,要
视加入后是否分解、能否达到改性作用等具体情况选择不同时机加入。为了解决添加 量问题,选用了4台不同量程的计量秤进行试验,需要与聚合物分散性混合的助剂在螺 杆混合段喂入,以保证助剂性能稳定;需要剪切性混合的助剂在螺杆剪切段喂入,以便使 助剂能受到充分剪切混合,达到改性的目的,提高改性产品的性能指标。 (4) 螺杆开、停车控制生产过程中因螺杆故障紧急停止时,连续聚合生产线提供的熔融 态聚合物仍会由计量泵不断地供给螺杆,造成螺杆冒料,清理困难,且物料损失较大。因 此要在螺杆进口管线上增设熔断阀,并与螺杆开、停联锁。螺杆正常运转时,熔断阀处 于关闭状态,物料可顺利进入螺杆;当螺杆停止时,熔断阀连锁断开,物料被排出而不再 进入螺杆。
尼龙66注塑成型工艺
华侨大学课程名称:增强增韧尼龙66汽车专用料*****学号:9专业:08高分子二班任课教师:***前言:尼龙是结晶型塑料,品种颇多,已达到130多种,应用于注塑加工的有尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010以及共聚性尼龙、超韧性尼龙、玻璃纤维增强尼龙、矿物增强尼龙等等。
世界市场中,应用量最大的是尼龙66。
尼龙最早在1889年首先由Gabriel和Maass 两人合成制得,但系统的研究并最终实现工业化实在1929年,由美国杜邦公司的Carothers着手进行的。
1931年Carothers申请了第一篇尼龙专利,1935年首先制得尼龙66,1939年实现工业化。
尼龙66的应用领域一般在汽车、电子电器、化工设备、机械设备等方面。
从最终用途看,汽车行业消耗的尼龙66占第一位,电子电器占第二位。
大约有88%的尼龙66通过注射成型加工成各种制件,约12%的尼龙66则通过挤出、吹塑等成型加工成相应的制品。
由于尼龙66优良的耐热性、耐化学药品性、强度和加工方便等,因而在汽车工业得到了大量应用,目前几乎已能用于汽车的所有部位,如发动机部位,电器部位和车体部位。
发动机部位包括进气系统和燃油系统,如发动机气缸盖罩、节气门、空气滤清器机器外壳,车用空气喇叭、车用空调软管、冷却风扇及其外壳、进水管、刹车油罐及灌盖,等等。
车体部位零部件有:汽车挡泥板、后视镜架、保险杠、仪表盘、行李架、车门手柄、雨刷支架、安全带扣搭、车内各种装饰件等等。
车内电器方面如电控门窗、连接器、保鲜盒、电缆扎线等。
工艺特点:⑴吸水性尼龙66较易吸湿,如果长时间暴露在空气下,会吸收大气中的水分。
吸水后会发生体积膨胀,影响制品的尺寸精度,如在注塑前吸收过量的水分时,其制作的外国外观和力学性质都会受损。
⑵结晶性尼龙66为结晶性高聚物,一般在20%~30%之间。
结晶度的高低与性能有关,结晶度高,拉伸强度、耐磨性、硬度、润滑性等性能有所提高,热膨胀系数和吸水性趋于下降。
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尼龙66 聚合过程与工艺己二酸和己二胺发生缩聚反应即可得到尼龙-66 。
工业上为了己二酸和己二胺以等摩尔比进行反应,一般先制成尼龙-66 盐后再进行缩聚反应。
在水的脱出的同时伴随着酰胺键的生成,形成线型高分子。
所以体系内水的扩散速度决定了反应速度,因此在短时间内高效率地将水排出反应体系是尼龙-66 制备工艺的关键所在。
上述缩聚过程既可以连续进行也可以间歇进行。
在缩聚过程中,同时存在着大分子水解、胺解(胺过量时) 、酸解(酸过量时)和高温裂解等使尼龙66 的分子量降低的副反应。
尼龙-66 盐的制备尼龙-66盐是己二酰己二胺盐的俗称,分子式:C12H26O4N2分子量262.35,结构式:[+H3N(CH2)6NH3+-OOC(CH2)4COO。
-]尼龙-66 盐是无臭、无腐蚀、略带氨味的白色或微黄色宝石状单斜晶系结晶。
室温下,干燥或溶液中的尼龙-66 盐比较稳定,但温度高于200?时,会发生聚合反应。
尼龙-66 盐在水中的溶解度很大,且随着温度上升而增大,其溶解度cs 与温度的关系可描述为:cs=-376.3286+1.9224 T-0.001149T2尼龙-66 盐在水中的溶解度温度,K 273.16 283.16 293.16 303.16 313.06 323.16 333.16 343.16353.16溶解度,g/ml 37.00 43.00 47.00 50.50 52.50 54.00 56.00 58.5061.50(1) 水溶液法以水为溶剂,以等当量的己二胺和己二酸在水溶液中进行中和反应,得到50%的尼龙-66 盐溶液。
工艺流程:1-己二酸配制槽2-己二胺配制槽3- 中和反应器4-脱色罐5-过滤器6、9、11、12-贮槽7-泵8- 成品反应器10-鼓风机13- 蒸发反应器将纯己二胺用软水配成约30%的水溶液,加入反应釜中,在40~50?、常压和搅拌下慢慢加入等当量的纯己二酸,控制pH 值在7.7~7.9 。
在反应结束后,用0.5%~1%的活性炭净化、过滤,即可得到50%的尼龙-66 盐水溶液。
成盐反应为放热反应,为此必须将反应热以外循环水冷却除去,同时为防止尼龙-66 盐与空气接触而被氧化,在生产系统中充以氮气保护。
在真空状态下,将50%的尼龙-66 盐水溶液经蒸发、脱水、浓缩、结晶、干燥,即可得到固体尼龙-66 盐。
一般每吨尼龙- 66 盐(100%)消耗己二胺(99.8%)522.64 kg,己二酸(99.7%)561.9kg 。
本法的特点是不采用甲醇或乙醇等溶剂,方便易行,安全可靠,工艺流程短,成本低。
但对原料中间体质量要求高,远途运输费用也较高。
美国孟山都普朗克公司采用本法生产。
公司、杜邦公司和法国罗纳-(2)溶剂结晶法以甲醇或乙醇为溶剂,经中和、结晶、离心分离、洗涤,制得固体尼龙-66 盐。
氨基和羧基经中和后形成菱形无色结晶盐,并有热量放出。
工艺流程: 1-己二酸配制槽2-己二胺配制槽3- 中和反应器4-乙醇计量槽5-离心机6- 乙醇贮槽7-蒸汽泵8、 1 1 -乙醇高位槽9-乙醇回收蒸馏塔 1 0-合格乙醇贮槽纯己二酸溶解于4倍质量的溶剂(乙醇)中,完全溶解后,移入带搅拌的中和反应器并升温到65?,慢慢加入配好的己二胺溶液,控制反应温度在75~80?。
在反应终点有白色结晶析出,继续搅拌至反应完全。
冷却并过滤,用乙醇洗涤数次除去杂质。
最后经离心分离后尼龙-66 盐的总收率可达99.5%以上。
一般每吨尼龙-66 盐耗己二胺0.46t ,己二酸0.58t ,乙醇0.3t 。
原料纯度、结晶温度、机械损失、溶剂浓度和用量等都对尼龙-66 盐的收率和质量产生影响。
另外残存于己二胺中的1,2- 二氨基环己烷、1- 氨基甲基环戊烷、氨基己腈等杂质,可影响尼龙-66 盐的稳定性。
溶剂结晶法的特点是运输方便、灵活,产品质量好,但对温度、湿度、光和氧敏感性较强,在缩聚操作中要重新加水溶解。
英国ICI公司、BASF采用此法生产。
(3)其它方法除以上方法外,美国孟山都公司、杜邦公司、日本旭化成公司也采用以水为溶剂的生产工艺,己二胺和己二酸直接送入缩聚反应器进行缩聚反应,或在缩聚前用活性炭净化处理以除去有机杂质,然后再蒸馏浓缩后缩聚。
美国塞拉尼斯公司开发了一条以甲苯为原料通过生物转化的二步法生产尼龙- 66盐的工艺[] 。
具有创新性的第一步包括利用一种假单细胞微生物进行甲苯的生物氧化,得到己二烯二酸(粘康酸),然后再加氢得到己二酸。
但在发酵的中间体中,粘康酸的浓度极为有限,为此塞拉尼斯公司开发了加入化学计量的己二胺迫使粘康酸生成粘康酸己二酸盐,从而使粘康酸的浓度上升到 3.9%(重量),然后将粘康酸己二酸酸盐直接加氢得到尼龙-66 盐。
由于甲苯比苯便宜,能量和公用工程的消耗也低于传统的环己烷氧化工艺,这一工艺的优点是显而易见的。
(4)产品质量规格及测试方法现有尼龙-66 盐的质量指标为外观、色度、pH 值、水分、硝酸盐、灰份、铁含量、总挥发碱、假硝酸、UV指数、假二氨基环己烷(DCH)等。
为了完整地反映尼龙-66盐的内在质量,有人建议增加稳定指数PS硝酸根、抗氧值三项指标[]。
PS 定义为试样溶液的光密度与空白溶液的光密度之差的负数,反映了尼龙-66 盐中易变质杂质的数量,PS越高,则尼龙-66盐存放期间越不容易变质;硝酸根反映聚合物的色泽和可纺性,一般控制在5mg/kg以下;抗氧值则反映了尼龙-66盐中的易氧化杂质含量,抗氧性能差的尼龙-66 盐,聚合后注带切片白度差,后加工困难,因此抗氧值最好在12ml 以下。
连续聚合尼龙-66 的连续缩聚,按所用设备的形式和能力可分为立管式连续缩聚和横管式减压连续缩聚二种。
国内一般采用后者。
工艺流程:1- 尼龙66 盐贮罐2- 醋酸罐3- 静态混合器4- 蒸发反应器5- 冷凝液槽6- 管式反应器7- 蒸汽喷射器8-成品反应器9-分离器01-添加剂罐11-冷凝液贮槽12-挤压机13- 造粒机14-脱水桶15- 水预分离器16-进料斗17- 流化床干燥器18-树脂料仓浓度为63%的尼龙-66 盐水溶液从贮槽泵入静态稳合器,加入少量己二胺的醋酸溶液,进入蒸发反应器,物料被加热到232?,在氮气保护、1.72MPa的条件下停留3h脱水预缩聚,蒸发反应器出口物料含水量约18% 50%勺尼龙-66盐已经聚合为低分子量聚合物。
蒸发出来的水蒸汽经冷凝后进入冷凝液槽,从中可以回收己二胺。
从蒸发器出来的物料进入二个平行的管式反应器,每个反应器的典型管长243.8m,并在若干点设有静态混合器,并在适当的位置设置添加剂加入口。
物料在285?下停留40min,出口压力0.28MPa,反应完成98.5%。
通过闪蒸除去反应过程中形成并保留在熔体中的水蒸汽后,用螺旋输送机将熔体向下输送到成品反应器,同时从熔体中挤出剩余的水蒸汽。
成品反应器在40kPa、271?的条件下操作,物料的停留时间取决于产品的要求:对于通常的注射级的产品,停留时间为50min,产品的数均分子量约为18000。
尼龙66熔体由位于成品反应器底部的挤出机挤出,铸带切粒。
尼龙66颗粒先经过预分离器,再经脱水筛后送入流化床干燥器,在热氮气保护下维持流化状态,使切片彻底干燥,即得本色注射级尼龙66 树脂。
间歇聚合间歇缩聚法与连续缩聚法的原理相同,反应条件基本一致,只是相关的反应过程均在高压缩聚釜中完成,而连续缩聚不同的反应过程则是在不同的反应设备中连续进行。
即间歇过程中缩聚过程随反应时间而变化,而连续法中缩聚过程则随空间位置而变化。
目前工业上一般采用连续缩聚法,间歇缩聚仅用于生产特殊产品或试验品和生产装置能力在4500t/a 的小装置中。
在同一高压釜中完成缩聚的全过程(升温、加压、卸压、真空),尼龙-66 熔体从釜底挤出铸带,与最初挤出的产物相比,最后挤出的产物停留时间较长。
由于其分子量较大程度上取决于最后阶段的停留时间,所以间歇法固有的分子量不均匀性是严重的,大型反应器更为严重,因而目前工业上用于间歇缩聚的反应器容积大多在4m3以下,最大者也不过7 m3。
尼龙66的间歇缩聚包括溶解、调配、缩聚、铸带、切粒、干燥等工序,生产流程:1-料仓2-螺旋运输器3-溶解釜4-冷凝器5-反应器6-蒸汽喷射器7-醋酸罐8- 添加剂罐9-挤压机01-水浴11-造粒机12-料仓固体尼龙-66 盐在溶解釜中溶解后,在氮气保护下进入反应器中,在227~232?、1.72MPa下加料1.5h,加入分子量调节剂(己二胺的醋酸溶液),在238~243?、1.72MPa下继续加热1h,在此期间加入稳定剂、消光剂和其它配料。
当温度升高至271?时逐渐卸压1.5h,然后在271~277?抽真空0.5h(根据要求产品的品级调整时间、温度、压力),最后在氮气压力下卸料约0.5h。
整个过程约需5h。
熔体经挤压机铸带,在水浴中冷却、切粒后得成品。
间歇法的生产过程是柔性的,通过对添加剂和反应时间的调整可以生产出不同品级的产品。
不同品级的产品成本差异主要取决于添加剂。
其它方法除了尼龙-66盐的连续聚合和间歇聚合之外,德国Zimmer公司开发了己二腈和己二胺直接缩聚生产尼龙-66的工艺。
该工艺1982年进行了150L的中间试验,1993年建立了20t/d 的半工业化连续缩聚装置,但尚未见到工业化的报道。
其生产工艺是首先将己二胺、己二腈、水和催化剂混合,再通过三个串联的反应器预聚,预聚物依次送入二个串联的闪蒸器和成品反应器反应完全后,按常规方法造粒。