6.聚酰胺纤维

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1、第6章聚酰胺纤维目录概述聚酰胺的结构与性质原料的合成纺丝后加工概述聚酰胺是指主链含有酰胺基的一大类高分子材料由这类高分子纺制的纤维称为聚酰胺纤维聚酰胺纤维在各国的商品名：中国-锦纶、尼龙美国-尼龙（Nylon)德国-贝纶（Perlon)俄罗斯-卡普纶（Kapron)日本-阿米纶（Amilan)概述（尼龙66）最早投入工业化生产的合成纤维1935年duPont公司的Carother发明1936～1937年发明了用熔体纺丝法制造聚酰胺66纤维的技术1941年开始尼龙66纤维工业化生产概述聚酰胺纤维一般可以分为两大类

2、。一类是由二元胺和二元酸缩聚而得-[HN(CH2)xNHCO(CH2)yCO]-命名-尼龙x(y+2)另一类是由-氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得-[HN(CH2)xCO]-命名-尼龙x聚酰胺的结构与性质分子结构：含有酰胺基，在完全伸直的情况下为平面锯齿形结构适合于纤维分子量尼龙6：14000~20000尼龙66：20000~30000分子量分布尼龙6：~2尼龙66：~1.85聚酰胺的结构与性质晶态结构聚酰胺为部分结晶，结晶度<50%尼龙66晶态结构有、两种形式聚酰胺的结构与性质尼龙6的晶型复杂，有、

3、、三种晶态结构晶型之间在一定的条件下可转换，不稳定的晶型可以向稳定的晶型转变聚酰胺的结构与性质聚酰胺的物理性质和化学性质密度：尼龙6：1.12~1.14克/厘米3尼龙66：1.13~1.16克/厘米3熔点：尼龙66为~260oC尼龙6为~220oC玻璃化温度尼龙66为40~60oC尼龙6为53~75oC原料的合成一、尼龙66的合成聚己二酰己二胺(尼龙66)，由己二酸和己二胺缩聚制得。缩聚反应时要求己二胺和己二酸有相等的摩尔比，因为任何一种组分过量都会使由酸或氨端基构成的链增长终止。在工业生产聚己二酰己二胺时，

4、先使己二酸和己二胺生成尼龙66盐(简称66盐)，然后用这种盐作为中间体进行缩聚制取聚己二酰己二胺。采用熔融缩聚的方法生产聚己二酰己二胺。间歇法和连续法两种聚合生产工艺。尼龙66的合成成盐工艺己二酸的20%甲醇溶液和己二胺的50%甲醇溶液综合，反应温度60~70oC,pH6.7~7,甲醇回流HOOC(CH2)4COOH+NH2(CH2)6NH+H3N(CH2)6NH2-HOOC(CH2)4COO-产物经冷却、结晶、分离、清洗、干燥得66盐。尼龙66的合成66盐缩聚反应的特点和影响因素（1）单体的等摩尔比尼龙66的

5、合成(2)可逆平衡反应66盐的缩聚反应是可逆平衡反应在整个缩聚反应过程中要供给大量的热量反应时有水产生除去水是获得高分子量的聚酰胺66必不可少的条件。无论是间歇缩聚还是连续缩聚，在反应后期都要采取真空排水等措施。聚合体的产量总比投入的原料单体重量少，如平均分子量为13000的聚合体，其理论产量仅为原料单体重量的86％左右。尼龙66的合成（3）分子量的控制及多分散性在生产实际中，加入少量己二酸作为分子量调节剂，由体系中水的分压和分子量调节剂共同控制尼龙66的分子量。加入单官能团化合物（如醋酸）作为分子量调节剂，单

6、官能团化合物作为链端加入的单官能团分子数目为系统中聚合物分子链总数的两倍。尼龙66的合成（4）聚合体中低分子物的含量少，一般小于1％，不需要脱单体过程。（5）熔融聚合体的热稳定性差。聚己二酰己二胺在高温时能生成环戊酮，环戊酮是聚己二酰己二胺的一种交联剂，能促使大分子链间交联，产生网状结构而形成凝胶。大分子链上的己二酰结构容易与末端的氨基缩合生成吡咯结构，使聚合体泛黄。（6）缩聚时反应压力控制的特点先在高压下预缩聚的方法以防止己二胺的挥发，待66盐中的己二胺和己二酸在预缩聚中化合成酰胺键后，再在真空条件下进行后缩

7、聚，以排除水分，提高产物的分子量。尼龙66的合成缩聚工艺及设备通常采用熔融缩聚的方法，以尼龙66盐作为中间体进行缩聚制取聚己二酰己二胺。目前工业生产聚己酰己二胺有间歇缩聚和连续缩聚两种方法。间歇缩聚；聚酰胺66间歇缩聚包括溶解、调配、缩聚、铸带、切粒等工序。尼龙66的合成尼龙66的合成尼龙6的合成原料聚己内酰胺可以由-氨基己酸缩聚制得，也可由己内酰胺开环聚合前得。己内酰胺的制造方法和精制提纯均比-氨基己酸简单，大规模工业生产中大都采用以己内酰胺为原料。己内酰胺的聚合方法主要有三种水解聚合阴离子聚合(由于采用

8、碱性催化剂，也称碱聚合)固相聚合。生产纤维用的聚己内酰胺主要采用水解聚合工艺。尼龙6的合成聚合机理尼龙6的合成聚合过程(1)己内酰胺的引发和加成：当己内酰胺被水解生成氨基己酸后，己内酰胺分子就逐个连接到氨基己酸的链上，相对分子质量为8000～14000的齐聚物。(2)链的增长：主要是齐聚物之间的缩聚，也伴随少量引发和加成反应。(3)平衡阶段：此阶段同时进行链交换、缩聚和水解等反应，使分