ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАСТМАСС НА ОСНОВЕ ПОЛИАМИДОВ

Промышленное производство полиамида 6 методом гидролитической полимеризации капролактама


Основные особенности процесса гидролитической полимеризации капролактама заключаются в следую­щем. Лактам в виде 20%-ного водного раствора, к ко­торому добавлен регулятор длины цепи (обычно ук­сусная кислота), нагревают в закрытом реакторе до 260—270 °С с образованием в результате гидролиза лактама свободной аминокапроновой кислоты. По мере роста температуры осуществляют плавный сброс давления водяных паров до атмосферного; далее в те­чение 3—4 ч проводят дальнейшую конденсацию по­лимера. Ввиду присутствия регулятора молекулярной массы реакция идет до наступления равновесия. На­личие кислорода в реакционном аппарате совершенно недопустимо из-за прохождения при этом окислитель­ной деструкции, вызывающей пожелтение полимера.

Периодический процесс осуществляется по двух - стадийной схеме, причем первая стадия проводится при высоком содержании воды и под давлением, а вторая — при низком содержании воды и атмосфер­ном давлении. На последней стадии время, необходи­мое для установления равновесия, определяется ко­нечным содержанием воды в полимере. Например, при 260 °С оно составляет 10 ч при содержании 1% воды и 36 ч при содержании 0,25% воды.

На кинетику и условия равновесия начальных ста­дий процесса оказывает влияние ряд факторов, таких как исходное содержание воды в смеси, температура и давление в процессе полимеризации. Все эти пара­метры должны строго контролироваться для получе­ния однородного продукта. Зависимость времени по­лимеризации, необходимого для достижения равнове­сия, от температуры расплава при различном началь­ном содержании воды представлена на рис. 2.3 [11].

Исходя из кинетических и равновесных характе­ристик процесса, Кревелен с сотр. [12] установили ус­ловия, способствующие оптимизации процесса непре-

Промышленное производство полиамида 6 методом гидролитической полимеризации капролактама

(1/г) -103, к

Рис. 2.3. Зависимость времени, необходимого для достижения равновесия, от температуры расплава при различном начальном содержании воды (цифры у кривых, моль/моль) в процессе гидролитической полимеризации капролактама.

Л. ІО

-рывной гидролитической полимеризации ПА 6. Они показали, что удаление воды в промежутке между стадиями высокого и низкого давления должно осу­ществляться по возможности очень быстро.

При непрерывном процессе (известном под назва­нием «VK-процесс»), впервые разработанном Венге - ром и Людевигом [13], получают более однородный продукт по сравнению с ПА 6, синтезируемых мето­дом гидролитической полимеризации по периодиче­ской схеме.

Ft

-------- інині З"

<FT---------

Ж,

Лі,

Рис. 2,4. Схема VK-процесса полу­чения ПА 6 гидролитической поли­меризации капролактама: / — емкость для лактама; 2 —емкость для солн АГ; 3 — насосы; 4 — реак­ционная труба; 5 —перемешивающее устройство; 6 — насос; 7—нагрева ющий элемент; 8—фильтр; 9—котел для растворителя; 10 — насос.

На рис. 2.4 показана схема процесса непрерывной полимеризации в трубчатом реакторе. Водный рас­твор мономера с введенным регулятором молекуляр­ной массы подают к верхней части трубы высотой 3—4 м для предварительного подогрева. Загрязнен­ный примесями полимер выходит из нижней части трубы. В начальный период процесс ведется в присут­ствии только сухого лактама, регулятора молекуляр­ной массы и инициатора (например, соли АГ). Потом в реакционную смесь можно добавлять водный рас­твор лактама. Ro время всего процесса получения полимера поддерживается температура, близкая к 265 °С, так как с повышением температуры умень­шается равновесное влагосодержание. Обычно поли­мер на выходе из трубы содержит 0,2—0,4% воды.

Производительность установки можно увеличить, используя трубы большего диаметра, но это отра­жается на молекулярной массе продукта, которая уменьшается, если не увеличить длину пути прохож­дения материала установкой перегородок и перфори­рованных пластин. Последние также облегчают диф­фузию образующихся пузырьков пара и препятствуют образованию пробок.

ПЛ 6, полученный как периодическим, так и не­прерывным способом, содержит примеси мономера и олигомеров, что особенно нежелательно, если мате­риал должен использоваться для переработки в изде­лия. Наличие примесей обусловлено равновесным ха­рактером протекающих процессов, в результате чего создаются благоприятные условия для образования низкомолекулярных продуктов. Удаление низкомоле­кулярных примесей осуществляется достаточно про­сто многократной экстракцией полимера в воде, иногда с введением восстановителя для сохранения цвета полимерных гранул. При использовании водной экстракции необходима последующая сушка.

Мономер и олигомеры могут быть удалены при нагревании гранул в токе азота; лактам улетучивается приблизительно при 200 °С, однако при этом полимер должен быть очень стабильным, чтобы не протекала дальнейшая полимеризация. Очищенный таким обра­зом полимер содержит очень небольшое количество влаги и перед дальнейшим использованием, например перед переработкой литьем под давлением, должен быть упакован в герметичную тару с целью сохране­ния гранул в сухом виде. Для ускорения процесса сушки предлагаются и другие способы — сушка в тон­ком слое и в вакууме. Однако при этом необходимо принимать меры предосторожности для предупрежде­ния последующей полимеризации. Без всякого риска в отношении дальнейшей полимеризации для удале­ния низкомолекулярных примесей можно использо­вать перегретый пар.

Необходимо отметить, что при любом последую­щем процессе переработки экстрагированного поли­амида всегда существует тенденция к установлению нового равновесного состояния в полимере. Поэтому условия переработки следует подбирать таким обра­зом, чтобы свести до минимума возможность образо­вания низкомолекулярных продуктов.

Кроме способов, описанных в предыдущих разде­лах, в патентной литературе [14] приводятся другие способы получения полиамидов, которые, однако, не получили промышленного применения. Например, ре­акция нитрилов с олефинами и третичными спиртами может проходить следующим образом:

1 | сильна я кислога

NC—R—CN + HOC—R'—С—ОН ------------------------------------- -»

I I

I I

—► NC—R—CONH-C—R'—С—ОН

ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАСТМАСС НА ОСНОВЕ ПОЛИАМИДОВ

Технология производства ПВХ окон и оборудование для решения задач

Сегодня мы расскажем о технологии производства ПВХ и металлопластиковых окон, а также объясним, какое оборудование и на каких этапах для этого используется. Эти знания не будут лишними, если вы собрались …

Химические основы гидролитической полимеризации

Германе показал, что хорошо очищенный капро­лактам не полнмеризуется в течение длительного вре­мени при 250 °С даже в присутствии органических кислот или оснований. Однако добавление соли АГ или других соединений, способных …

ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИАМИДОВ

Получение полиамидов из сырья и полупродуктов, описанное в гл. 2, является первым этапом ряда про­цессов, которые заканчиваются выпуском полиамидов в виде, соответствующем требованиям потребителей. Переработка полиамидов в виде гранул или …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.