工程塑料第二章聚酰胺

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1、内容简介§2.1概述§2.2尼龙6的生产工艺§2.3尼龙66的生产工艺§2.4尼龙的结构与性能§2.5尼龙的改性§2.6尼龙的成型加工与应用滑盖手机对材料的要求良好的表面尺寸稳定高模量耐化学性可喷涂耐热性抗冲击可注塑§2.1概述聚酰胺定义：大分子主链中含有重复结构单元酰胺基团（）的聚合物的统称。英文名Polyamide，简称PA，俗称尼龙（Nylon）。聚酰胺的品种很多,主要有PA6、PA66、PA11、PA12、PA610、PA612、PA1010、PA46、尼龙6T、尼龙9T和MXD-6等。聚酰胺一般可由氨基酸缩聚，内酰胺开环聚合或者由相应的二元酸与二元胺缩聚而成，属逐步

2、聚合反应。聚酰胺脂肪族聚酰胺半芳香族聚酰胺全芳香族聚酰胺含杂环芳香族聚酰胺脂环族聚酰胺第二次课聚酰胺按原料的不同，其命名分为四种情况⑴由内酰胺开环聚合的尼龙,称为尼龙n,简写为PAn。通式为：如ε-己内酰胺开环聚合得到的聚合物，称为PA6，ω-氨基十一酸合成的聚合物为PA11。⑵由二元胺和二元酸缩聚得到的聚合物,称为尼龙mn,简写为PAmn，m为重复单元二元胺的碳原子数，n为重复单元中二元酸的碳原子数，通式为：如1,6-己二胺和1,6-己二酸缩聚所得聚合物称为PA661,4-丁二胺和1,6-己二酸缩聚得到的聚合物称为PA46⑶用重复的二胺或二酸的简称表示如间苯二甲胺(Meta

3、xylylenediamine)简称为MXDA，间苯二甲胺与己二酸合成的聚合物称为尼龙MXD6；对苯二甲酸英文名为TerephthalicAcid，己二胺和对苯二甲酸合成的聚合物称为6T，壬二胺和对苯二甲酸合成的聚合物称为9T。⑷共聚尼龙是用上述方法命名的尼龙名称组合的，主要成分的尼龙名称放在前面如尼龙6和尼龙66的共聚尼龙称为6/66；若主要成分为尼龙66，则称为66/6。尼龙的产量在工程塑料中居第一位，成为各行各业中不可缺少的结构材料，主要性能特点为：⑴优良的力学性能机械强度高，韧性好。⑵自润滑性、耐摩擦性好自润滑性很好,摩擦系数小,从而作为传动部件，使用寿命长。⑶优良的

4、耐热性PA46等结晶性尼龙的热变形温度很高,可在150℃下长期使用，PA66经玻璃纤维增强后，热变形温度达250℃。⑷优异的电绝缘性能尼龙的体积电阻率很高，是优良的电气、电器绝缘材料。⑸优良的耐候性⑹吸水性大饱和水可达3%以上，在一定程度上影响制件的尺寸稳定性。石油化学工业和其它工业的发展为尼龙工程塑料的发展提供了丰富、廉价的原料和广阔市场。尼龙主要用于汽车工业、电子电器工业、交通运输业、机器制造工业、电线电缆通讯业、薄膜及日常用品。§2.2尼龙6的生产工艺尼龙6学名是聚己内酰胺，英文名为Polycaprolactam。结构式己内酰胺全称ε-己内酰胺，是PA6的原料。结构式己

5、内酰胺生产工艺路线有五种方法：苯加氢-环己烷氧化法、苯酚法、甲苯法、硝基环己烷法和己二腈法。⑴苯加氢-环己烷氧化法(工业上使用最广)苯环己烷环己酮环己酮肟己内酰胺贝克曼重排羟胺肟化贝克曼重排酮肟在乙醚或苯溶液中用五氯化磷、苯磺酰氯、乙酰氯、硫酸或盐酸等试剂处理，发生分子重排，这种分子重排称作贝克曼重排。①②③④⑤⑵苯酚法苯酚环己醇环己酮羟胺肟化环己酮肟贝克曼重排己内酰胺⑶甲苯法(斯尼亚法)甲苯苯甲酸环己烷羧酸亚硝酰硫酸乙酸钴，空气液相氧化Pd/C催化⑷硝基环己烷法⑸己二腈法(BASF和杜邦公司合作开发的新工艺路线)己二腈氨基己腈突出特点：1)生产过程中无硫胺产生（开辟新的原料

6、来源）；2)生产流程短；3)投资少；4)消耗低，减少环境污染，氢和氨可回收利用，有机废料作锅炉燃料由于苯加氢-环己烷氧化法是主要的工艺路线，重点介绍其主要化学反应。⑴苯加氢制环己烷⑵环己烷氧化制环己醇⑶环己醇脱氢制环己酮Zn-Cu、Zn-Cr、Cu-Mg⑷合成羟胺与环己酮肟化①Raschig法②BASF法（NO还原法）NH4NO2+SO2+NH3+H2OHON(SO3NH4)2HON(SO3NH4)2+2H2ONH3·OH·HSO4+(NH4)2SO42NO+3H2+H2SO4(稀)Pt(NH3OH)2SO4环己酮肟化亚硝酸盐羟胺二磺酸盐羟胺硫酸盐③HPO法（荷兰DSM公司8

7、0年代开发的新工艺）І)缓冲液制备用20wt.%NH4NO3溶液和23wt.%H3PO4在Pd/C催化剂作用下加氢,一部分NH4NO3转化成羟胺磷酸盐。ІІ)肟化ІІІ)补充HNO3HPO合成羟胺-肟化总反应式ІV)合成羟胺⑸环己酮肟贝克曼重排制己内酰胺环己酮肟贝克曼重排在浓硫酸中进行，主要过程如下⑹己内酰胺精制粗己内酰胺中存在一定杂质，必须进行提纯。精制过程包括萃取和精馏两部分。粗己内酰胺用三氯乙烯或苯进行逆流连续萃取提纯后，进入精馏塔，除去高沸物。从精馏塔顶蒸出纯己内酰胺，纯度达99.5%以上，高沸