聚酰胺合成工艺
第四步采取双螺杆后缩聚增粘法提高聚合物粘度, 需真空系统和氧气的脱水、干燥及净化等装置
各种聚合方法的比较
聚合方法 工艺特点
常 压 连 续 1个聚合管,常压操作DCS控制,生产高粘度2.7,聚合时
法
间:20-22h,回收系统采用三效蒸发提浓,适应生产民用
丝。
二段法
2个聚合管,加压与减压操作,DCS控制,生产最高粘度 3.5,聚合时间:13-14h,回收系统采用二效蒸发,聚合 分子量均匀,适应生产工业用丝。
间 歇 式 高 工艺灵活,便于更换产品,可生产PA6和PA66,缺点:已 压釜法 内酰胺损耗比连续生产法高1.5%左右,自动化程度低,适
应生产小批量、多品种工程塑料级切片。
固 相 后 缩 必须用高纯N2,粘度可从2.5增到4以上,工艺要求,设备
聚法
造价高。适应生产薄膜、塑料级高粘度切片。
多 段 连 续 聚合时间短,聚合物粘度高,工艺独特,缺点:设备复杂,
+ H2N
(CH2 )5 CONH
(CH2 )5
COOH
m+n-1
H2O
(CH2 )5
COOH
n-1
④ 链交换反应 包括(A)聚合物链之间交换反应,(B)聚合物
分子链与另一聚合物氨端基之间的交换反应,(C)聚合物分子链与 另一聚合物羧端基间的交换反应。
R1 CO NH R2
+
R3 NH- CO R4
+ H2N ( CH2 )5 COOH
CO
+ H2N
R COOH
HN
(CH2 )5
CO
H2N ( CH2 )5 CONH ( CH2 )5 COOH
放热 H2N
( CH2 )5 CONH
R COOH
放热
③ 缩聚反应
+ H2N
(CH2 )5 CONH
(CH2 )5
COOH
m-1
H2N (CH2 )5 C ONH
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多段连续聚合法
工艺过程包括预聚合、加成反应、真空闪蒸、螺杆 后聚合等工艺 第一个预聚合反应器设计成矮胖型结构,单体已内 酰胺在其中进行开环预聚;
第二个聚合器设计成瘦长型结构,物料在其中进行 开环加聚反应;
第三个聚合器设计成上大下小结构,该聚合器上段 进行真空闪蒸,下段进行缩聚反应及平衡,包括链 交换和链终止反应,聚合物达到一定的聚合度;
聚合
建设费用高,生产成本高,检修期长,影响推广应用。
聚合机理
⑴ 尼龙6的水解聚合
பைடு நூலகம்
① 开环反应(水解作用) 以水为引发剂,水解先 生成氨基己酸
CO
( H2C)5
+ H2O
NH
H2N (CH2 )5 COOH
吸热
② 加聚反应 己内酰胺和已生成的氨基己酸发生亲核加 成反应,使分子链增长。
HN
(CH2)5
R1 CO
HN R2
+
R3 N H
CO R4
⑤ 封端反应
+ HOOC R NH2
CH3COOH
+ HOOC R NHCOCH3 H2O
常压连续聚合法
该方法用于生产PA6民用丝。特点:采用大型VK管 (φ1440mm×1690mm)连续聚合,聚合温度260℃,时间 20h。热水逆流萃取切片中残余单体及低聚物、氮气气流 干燥、DCS集散系统控制,单体回收采用萃取水连续三效 蒸发浓缩,间断蒸馏浓缩液工艺。具有生产连续化、产 量高、质量好、占地面积少的特点。
PA6聚合生 产技术
已内酰胺聚合工艺在长达半个多世纪的生产过 程中,经历了从小容量到大容量,从间歇聚合到连 续聚合,设备结构不断改进、完善,工艺技术日趋 合理、成熟。本文就国外几个有代表性的公司所设 计的PA6聚合工艺及设备的特点作一综合性的介绍
PA6聚合方法
常压连续聚合法 二段聚合法 间歇式高压釜聚合法 固相后缩聚法 多段连续聚合法