己内酰胺阴离子开环聚合制备尼龙——6的合成工艺.doc

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1、目录一、背景1、关于尼龙—62、特点及用途3、前景二、设计思路及问题1、拟用原料2、这些原材料存在问题3、需要解决问题三、己内酰胺的合成1、原料2、反应方程式3、聚合原理四、合成工艺1、合成配料2、聚合过程3、主要设备介绍五、工业流程图六、工艺影响因素分析1、脱水温度2、脱水时间3、原料配比七、产品问题解析八、总结九、参考文献己内酰胺阴离子开环聚合制备尼龙—6一、背景1、关于尼龙6又称耐纶6。为由单体己内酰胺经开环聚合反应生成的线型聚酰胺(见线形高分子)，具有NH(CH2)5CO重复单元结构。抗拉强度和耐磨性优异，有弹性，主要用于制造合成纤维，也可用作工程塑料。中国此类纤维商品称为

2、锦纶6。2、特点及用途较低的熔点使得尼龙6具有较好的回弹性，抗疲劳性及热稳定性具有优良的耐磨性和自润滑性，机械强度较高，耐热性、电绝缘性能好，低温性能优良，能自熄，耐化学药品性好，特别是耐油性优良制品表面光泽性好，使用温度范围宽。但吸水率较高，尺寸稳定性较差由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。3、前景经过几年的结构调整，美达公司已从传统的锦纶化纤企业转型到国内最大的锦纶6树脂化工及化工新材料生产。由锦纶6切片制成的纤维具有高耐磨性、耐疲劳性、染色性好等特点，其中中高粘度切片主要用于工程塑料，来制造汽车工业中的电气配件、车门拉手、支架

3、、垫圈、真空管等，电子电器工业的各种电子电器绝缘件、精密部件、精密机械零件和电工照明用具等，以及薄膜包装材料等。低粘度切片主要用于民用丝来制造锦纶丝袜、尼龙衣物、雨伞及降落伞等，而工业丝可以用于地毯、渔网等。2005年，国内在民用以及工程塑料方面对锦纶6切片的需求为91万吨，其中国产68万吨，进口23万吨。锦纶6长丝在民用方面的需求为53万吨左右，其中国产35万吨，进口18万吨。说明国内对锦纶6产品的需求十分旺盛，具有广阔的发展前景。中国加入WTO面临的大发展机遇，将刺激锦纶产品纤维的需求，机械、电子、汽车等行业对锦纶工程塑料的需求也将大幅增长，锦纶工程塑料在国内的发展才刚刚起步，

4、发展势头喜人，美达股份面临难得的历史性发展机遇二、设计思路及问题1、拟用原料己内酰胺、碱(NaOH)、催化剂2、原料介绍用Cat.A作催化剂时的主要工艺参数设置为：脱水温度为140℃，脱水时间3h，真空度控制在-0.1MPa，己内酰胺∶碱∶Cat.A=1000∶5∶4(物质的量之比)，主机转速300r/min，主泵流量5L/h，辅泵流量3mL/h，主机电流11A，切粒机转速150r/min，熔体压力0.3MPa，料温242℃，各加工段温度控制范围225～250℃。表1列出所得不同相对粘度的尼龙6的力学性能。从表1可以看出，随着尼龙6相对粘度的增加，拉伸强度明显下降，断裂伸长率显著提

5、高，弯曲强度和弯曲弹性模量有所下降，但缺口冲击强度呈明显上升趋势。己内酰胺分子式C6H11NO;NH(CH2)5CO分子量113.18常温下状态白色晶体蒸汽压0.67kPa/122℃闪点125℃熔点68～70℃沸点270℃溶解性溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂相对密度(水=1)1.05(70%水溶液)稳定性稳定3、原料问题处理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意，如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80℃以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行温度为105℃，8小时以上的真空烘干。

6、融化温度：230-280℃，对于增强品种为250-280℃。模具温度：80-90℃。模具温度很显著地影响洁净度，而洁净度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为80-90℃。对于薄壁的、流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用20-40℃的低温模具。对于玻璃纤维增强材料模具温度应大于80℃。注射压力：一般在750-1250bar之间（取决于材料和产品设计）注射速度：高速（对增强材料要稍微降低）流道和浇口：对于PA6的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于

7、0.5*T（这里T为塑件的厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm三、己内酰胺的合成1、反应方程式　①阴离子的形成　　②链增长己内酰胺与Na或NaOH反应，生成活泼的己内酰胺阴离子，在高温下，阴离子进攻另一个己内酰胺分子上的羟基：　　氨基己酰己内酰胺具有酰亚胺结构，有很强的亲电性质，成为链引发的活性中心。这个活性中心极易与酰胺阴离子反应，进行链增长。从原理上讲，每个分