四章节聚酰胺纤维.ppt
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1、四章节聚酰胺纤维 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一节第一节 概述概述 聚酰胺纤维的商品名称聚酰胺纤维的商品名称锦纶锦纶,是三大合成纤维之,是三大合成纤维之一,也是一种主要的合成纤维。聚酰胺又是制造薄膜一,也是一种主要的合成纤维。聚酰胺又是制造薄膜及工程塑料的原料,及工程塑料的原料,是由饱和的二元酸与二元胺通过是由饱和的二元酸与二元胺通过缩聚反应制得的一类线性高分子缩聚物。缩聚反应制得的一类线性高分子缩聚物。共同特点,就是其大分子的各个链节间都是共
2、同特点,就是其大分子的各个链节间都是以酰以酰胺基胺基“CONHCONH”相联,所以把这类缩聚物通称为相联,所以把这类缩聚物通称为聚聚酰胺酰胺。第四章第四章 聚酰胺烯纤维聚酰胺烯纤维化化 纤纤 工工 艺艺 学学聚酰胺纤维一般可分为两大类聚酰胺纤维一般可分为两大类:一类是由二元胺和二元酸缩聚而得,通式为一类是由二元胺和二元酸缩聚而得,通式为:一类是由一类是由-氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合制得的聚酰氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合制得的聚酰胺,通式为胺,通式为化化 纤纤 工工 艺艺 学学第四章第四章 聚酰胺纤维聚酰胺纤维第二节第二节 聚酰胺聚酰胺-6(锦纶(锦纶-6)的生产)的生产聚酰胺聚酰胺6 6纤维
3、的商品名称是锦纶纤维的商品名称是锦纶6 6、尼龙、尼龙-6-6、卡、卡普隆等,是由已内酰胺或普隆等,是由已内酰胺或-氨基已酸经缩聚反应而氨基已酸经缩聚反应而制得的一种合成纤维。目前生产纤维用聚己内酰胺制得的一种合成纤维。目前生产纤维用聚己内酰胺主要采用水解聚合工艺主要采用水解聚合工艺。第四章第四章 聚酰胺烯纤维聚酰胺烯纤维化化 纤纤 工工 艺艺 学学原理与工艺原理与工艺 (1 1)聚合原理)聚合原理已内酰胺在高温下,微量水存在时聚合反应如下:已内酰胺在高温下,微量水存在时聚合反应如下:该反应为可逆逐步缩聚反应,反应的转化率一般为该反应为可逆逐步缩聚反应,反应的转化率一般为85%85%90%90
4、%。未反应的单体在高聚物成粒后用水萃取除去。未反应的单体在高聚物成粒后用水萃取除去。第四章第四章 聚酰胺烯纤维聚酰胺烯纤维化化 纤纤 工工 艺艺 学学nNH(CH2)5CONH(CH2)5Cn微量H2O该反应的温度一般控制在该反应的温度一般控制在250250260260,并且为防,并且为防止产物氧化而在惰性气体保护下进行。其引发剂的用止产物氧化而在惰性气体保护下进行。其引发剂的用量为已内酰胺的量为已内酰胺的0.5%0.5%5%5%,用,用 量多少对产物的相对分量多少对产物的相对分子质量有影响。在反应过程中为了控制产物的最终相子质量有影响。在反应过程中为了控制产物的最终相对分子质量而对分子质量而
5、需要加入单体量需要加入单体量的的0.07%0.07%0.14%0.14%的乙酸的乙酸或或0.2%0.2%0.3%0.3%的已二的已二 酸为相对分子质量调节剂,纺丝酸为相对分子质量调节剂,纺丝用的聚酰胺用的聚酰胺-6-6的相对分子质量为的相对分子质量为15000150002300023000。第四章第四章 聚酰胺烯纤维聚酰胺烯纤维化化 纤纤 工工 艺艺 学学 (2 2)聚酰胺)聚酰胺-6-6的生产工艺的生产工艺 工业上以水为引发剂,以已内酰胺为单体的连续工业上以水为引发剂,以已内酰胺为单体的连续聚合,可以采用常压法、高压法等,并在此基础上发聚合,可以采用常压法、高压法等,并在此基础上发展了直接纺
6、丝新技术。展了直接纺丝新技术。第四章第四章 聚酰胺烯纤维聚酰胺烯纤维化化 纤纤 工工 艺艺 学学 化化 纤纤 工工 艺艺 学学第四章第四章 聚酰胺纤维聚酰胺纤维图图4-2 KF4-2 KF型连续聚合工艺流程示意图型连续聚合工艺流程示意图第三节第三节 聚酰胺聚酰胺-66-66(锦纶(锦纶-66-66)的生产)的生产 聚酰胺聚酰胺-66-66是已二酸与已二胺的缩聚物,是最早实是已二酸与已二胺的缩聚物,是最早实现工业生产的聚酰胺品种,也是产量最大的聚酰胺。现工业生产的聚酰胺品种,也是产量最大的聚酰胺。1 1原理与工艺原理与工艺(1 1)聚合原理)聚合原理 理论上已二酸与已二胺的缩聚反应为理论上已二酸
7、与已二胺的缩聚反应为:第四章第四章 聚酰胺烯纤维聚酰胺烯纤维化化 纤纤 工工 艺艺 学学nHOOC(CH2)4COOHnH2N(CH2)6NH2HOOC(CH2)4CO HN(CH2)6NHH(2n1)H2On 该缩聚反应需要控制严格的两种单体原料的物质该缩聚反应需要控制严格的两种单体原料的物质的量的比,才能得到高相对分子质量的高聚物。生产的量的比,才能得到高相对分子质量的高聚物。生产中一旦某一单体过量时,就会影响产物的相对分子质中一旦某一单体过量时,就会影响产物的相对分子质量。量。因此,在进行缩聚反应前,先将已二酸和已二胺因此,在进行缩聚反应前,先将已二酸和已二胺混合制成已二胺混合制成已二胺
8、-已二酸盐(简称已二酸盐(简称6666盐),再分离精制,盐),再分离精制,确保没有过量的单体存在,再进行缩聚反应。确保没有过量的单体存在,再进行缩聚反应。第四章第四章 聚酰胺烯纤维聚酰胺烯纤维化化 纤纤 工工 艺艺 学学nOOC(CH2)4CO HN(CH2)6NH3+nHOOC(CH2)4COOHnH2N(CH2)6NH2nOOC(CH2)4CO HN(CH2)6NH3+HOOC(CH2)4CO HN(CH2)6NHH(2n1)H2On聚酰胺聚酰胺66盐制备反应盐制备反应 聚酰胺聚酰胺66盐缩聚反应盐缩聚反应 化化 纤纤 工工 艺艺 学学第四章第四章 聚酰胺烯纤维聚酰胺烯纤维(2 2)聚酰胺
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