《者聚酰胺纤维》PPT课件

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1、第四章聚酰胺纤维概述聚酰胺纤维是指分子主链由酰胺键（）连接起来的一类合成纤维。是世界上最早实现工业化生产的合成纤维。已工业化的聚酰胺品种有：聚己二酰己二胺纤维（单体为己二酸、己二胺），即聚酰胺66（PA-66）；聚己内酰胺纤维（单体为己内酰胺），即聚酰胺6（PA-6）；聚癸二酰癸二胺纤维（单体为癸二酸、癸二胺），即聚酰胺1010（PA-1010）；聚己二酰癸二胺纤维（癸二酸、己二胺），即聚酰胺610（PA-610）。2009年1-12化纤产量完成情况PA-66和PA-6的产量约占聚酰胺的90％以上（两者比例各半）。我国PA-66的产量约占60％

2、，PA-6约占40％左右。本章主要介绍聚酰胺66和聚酰胺6两大纤维品种的生产过程及其成型加工工艺。第一节聚酰胺的生产一、聚己二酰己二胺的制备聚己二酰己二胺（聚酰胺66，PA-66）由己二酸和己二胺缩聚制得。为了保证获得相对分子质量足够高的聚合体，要求在缩聚反应时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。为此，在工业生产聚己二酰己二胺时，先使己二酸和己二胺生成聚酰胺66盐（PA-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。PA-66盐通常用己二酸的20％甲醇溶液和己二胺的50％甲醇溶液中

3、和制得，因为此反应是放热反应，所以温度要严格控制，采用甲醇回流除去中和热；一般温度控制在60～70℃，不断搅拌，使之中和成盐；控制pH值为6.7～7.0，进行冷却、结晶，离心分离。析出的PA-66盐用甲醇洗净，滤去洗涤液，干燥后即得精制PA-66盐。固体PA-66盐为白色结晶粉末，熔点为192.5℃，含水量<0.5％。⒈聚酰胺66盐的制备⒉聚酰胺66盐缩聚反应⑴缩聚反应方程式为：⑵影响PA-66盐缩聚反应的因素①单体摩尔比生产上采用等摩尔比的中性PA-66盐进行缩聚。另外，PA-66盐的熔融温度为192.5℃，己二胺在常压下的沸点为196℃，开

4、始进行缩聚反应的温度为210℃，如果在常压下缩聚，己二胺会受热分解并大量挥发，破坏己二胺和己二酸的等摩尔比。为此，生产上采用将PA-66盐水溶液在高压下进行缩聚，利用溶解水在高温蒸发时所产生的蒸汽高压，使己二胺的沸点升高，从而防止己二胺的挥发。②反应压力a.高压下预缩聚，即先使66盐在一定压力下初步缩聚成具有一定粘度的预聚体（聚合度在20左右），压力一般控制在1.47-1.96MPa。b.真空下后缩聚（待PA-66盐中的己二胺和己二酸在预缩聚中形成酰胺键后），以排除水分，提高产物的相对分子质量。③反应温度缩聚初期反应温度为210～215℃，中期

5、为250～260℃，后期为285℃。升高温度可以提高反应速度，但反应初期为防止己二胺的挥发，温度不能太高。随着缩聚反应的不断进行，游离的己二胺逐渐消失，体系的粘度不断增大。提高温度可以降低聚合体粘度，有利于排除水分，提高聚合物相对分子质量。④体系中的水分缩聚反应后期排除水分有利于提高聚合度。⑤添加剂包括相对分子质量稳定剂（醋酸或己二酸），光、热稳定剂（锰盐、铜盐、卤化物等）。⑥熔融聚合体的热稳定性在缩聚过程中，聚己二酰己二胺比聚己内酰胺等更易热分解和产生凝胶。在聚己二酰己二胺的缩聚和纺丝过程中，应特别注意防止凝胶的生成和防止聚合体泛黄。⒊缩聚工

6、艺及设备⑴间歇缩聚包括溶解、调配、缩聚、铸带、切粒等工序。间歇缩聚生产流程图1-无离子水高位槽2-溶解锅3-送料泵4-过滤器5-缩聚釜6-铸带槽7-切片机8-湿切片贮存桶二、聚己内酰胺的制备聚己内酰胺（PA-6）可以由ω-氨基己酸缩聚制得，也可由己内酰胺开环聚合制得。大规模工业生产采用以己内酰胺作为原料。己内酰胺开环聚合制备聚己内酰胺的生产工艺可以采用水解聚合、阴离子聚合和固相聚合。目前生产纤维用的聚己内酰胺主要采用水解聚合工艺。⒈己内酰胺的开环聚合引发：加成：缩聚：链交换：根据以上水解聚合反应式，可将其过程划分为三个阶段。⑴己内酰胺的引发和加

7、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。⑵链的增长这一阶段主要是进行上阶段形成的短链之间的连接，聚合物的相对分子质量得到进一步提高。这一阶段以缩聚反应为主，也伴随发生少量引发和加成反应。⑶平衡阶段此阶段同时进行链交换、缩聚和水解等反应，使相对分子质量重新分布，最后根据反应条件（如温度、水分及相对分子质量稳定剂的用量等）达到一定的动态平衡，聚合物的平均相对分子质量也达到一定值。⒉己内酰胺的聚合工艺KF型连续聚合工艺流程示意图⒊影响聚合的工艺参数⑴开环剂水的用量水解开环存在诱导期

8、，随水量↑，诱导期↓，反应速率↑，达到平衡的时间↓，分子量↓，反应后期除去水。⑵聚合温度⑶聚合时间⑷相对分子量稳定剂三、聚酰胺的结构与性能⒈聚酰胺的结