尼龙 合成工艺学

三.尼龙66生产现状
2002年~2007年, 我国尼龙产量的年均增长 率达到13. 3%, 尼龙66盐表观消费量年均增 长率为6. 8%。2006年尼龙66切片表观消费 量达到24万t, 其中进口约12万t。2007年进口 约20万t。
在今后一段时期, 尼龙66的市场需求则和其 产能呈现出快速发展的良好势头。我国是一 个人口大国, 随着生活水平的不断提高, 合成 纤维的需求量将不断增加。
尼龙66生产工艺
目录
➢ 一 尼龙66简介 ➢ 二 尼龙66发展史及现状 ➢ 三 尼龙66反应原理 ➢ 四 尼龙66盐水溶液缩聚工艺路线
的选择 ➢ 五 尼龙66的工艺流程 ➢ 六 尼龙66应用
一.尼龙66简介
中文别名：锦纶66短纤维；尼龙-66；尼龙66树脂；聚酰胺66；聚己二酰己二胺；锦纶-66。
釜内温度一般控制在230℃左右，压力1.7～1.8MPa,保压时 间2h左右进行预缩聚使生成低分子量的聚合体。保压时间不能 太长，否则，会出现脱羟现象。
然后，逐步泄压，排出水蒸气，随着水分不断排出，温度逐 步提高、压力逐步下降，从1.8 MPa下降到一定压力时，抽真空 使压力达到0.1MPa左右，保持45min，温度控制在280℃以下， 防止热降解，排出水分进行最后缩聚。
缩聚反应完成后，将物料压出、铸带、切粒、干燥，得到尼 龙66树脂。
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➢ 一 尼龙66简介 ➢ 二 尼龙66发展史及现状 ➢ 三 尼龙66反应原理 ➢ 四 尼龙66盐水溶液缩聚工艺路线
的选择 ➢ 五 尼龙66的工艺流程 ➢ 六 尼龙66应用
六 尼龙66的应用
尼龙66主要用于汽车、机械工业、电子电 器、精密仪器等领域。从最终用途看，汽 车行业消耗的尼龙66占第一位，电子电器 占第二位。 88%:注射 12%:挤出、吹塑等
4.其他行业
利用PA66耐蠕变特性和耐溶剂性，可以制造一系列的日用品 ，如以非增韧的尼龙66注塑成的气体打火机和气雾剂喷嘴、太阳 镜片、梳子、纽扣等。
增韧的尼龙66用于制造冰鞋、滑雪板零件、网球拍线套、帆板 连接器等耐寒耐磨产品。玻纤增强增韧尼龙66用于自行车轮、刀 柄和枪托的生产中。
在家具行业中，也经常采用尼龙66制造的连接件、装饰品、 抽屉滑轮、滑轨等。
1.汽车工业
由于尼龙66优良的耐热性、耐化学药品性、 强度大和加工方便等，因而在汽车工业得到了大 量应用，目前几乎已能用于汽车的所有部位，如 发动机部位，电器部位和车体部位。
2.电子电器工业
▪PA66可生产电子电器绝缘件、精密电子仪器 部件、电工照明器具和电子电器的零部件等 ，可用于制作电饭锅、电动吸尘器、高频电 子食品加热器等。 ▪ PA66具有优良的耐焊锡性，广泛用作接线 盒、开关和电阻器等的生产。 ▪阻燃级PA66可用于彩电导线夹、固定夹和聚 焦旋钮。
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➢ 一 尼龙66简介 ➢ 二 尼龙66发展史及现状 ➢ 三 尼龙66反应原理 ➢ 四 尼龙66盐水溶液缩聚工艺路线
的选择 ➢ 五 尼龙66的工艺流程 ➢ 六 尼龙66应用
二.尼龙66发展史及现状
▪ 1930年，卡罗瑟斯用乙二醇和癸二酸缩合 制取聚酯
▪ 1935年初，卡罗瑟斯用戊二胺和癸二酸合 成聚酰胺（即聚酰胺510），还不适宜于商 品生产。
尼龙66盐水溶液缩聚时的反应热
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➢ 一 尼龙66简介 ➢ 二 尼龙66发展史及现状 ➢ 三 尼龙66反应原理 ➢ 四 尼龙66盐水溶液缩聚工艺路
线的选择 ➢ 五 尼龙66的工艺流程 ➢ 六 尼龙66应用
四.尼龙66盐水溶液缩聚工艺路线的选择
现今尼龙-66的生产，皆采用尼龙-66盐在水溶液中进行缩聚的 工艺路线，原因有如下两个：
尼龙66疲劳强度和钢性较高，耐热性较好，摩擦系数低，耐 磨性好，但吸湿性大，尺寸稳定性不够。通常应用于中等载荷 ，使用温度<100-120度无润滑或少润滑条件下工作的耐磨受力 传动零件。尼龙66为聚己二酰己二胺，工业简称PA66。常制成 圆柱状粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般为1.5万～2万。各 种聚酰胺的共同特点是耐燃，抗张强度高（达104千帕），耐 磨，电绝缘性好。
聚，已获得高分子量产物。
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五.尼龙66工艺流程
目前工业生产的方法有间歇缩聚法和连续缩聚法两种。
两者特点如下：
间歇缩聚法
▪工艺成熟 ▪设备简单 ▪可小批量生产 ▪反应时间 4~6小时
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三.尼龙66反应原理
尼龙66是由己二胺和己二酸进行缩聚制得的。在工业生 产中，为了保证己二胺和己二酸等物质的量比进行缩聚反 应，一般制成尼龙66盐后再进行缩聚反应。 反应式如下:
在建筑业，PA66用于制作自动扶梯栏杆、自动门横栏、窗框 架、门滑轮等等。
在包装业，PA66可以用于制作膜和多层膜、烘烤食品的容器 等。PA66薄膜氧气透过率小，具有防止内装物氧化变质的功能， 而且耐油性、耐低温冲击性优良，可用于肉、火腿、虾等食品的 包装，市场发展前景看好。
根据不同产品的需要, 可在闪蒸器供给泵与闪蒸 器之间的物料管中, 用注入泵将二氧化钛悬浮液分 散到预聚物中。出闪蒸器的预聚物靠自重连续进入
前聚合器中, 在常压下, 残存的水分进一步被分离, 从而使聚合物的相对粘度提高。出前聚合器的聚合
物, 用供给泵送到后聚合器, 聚合物中残存的水分 和进一步缩聚生成的水分, 在真空条件下被除去, 从而使聚合物的粘度和相对分子质量被调整到产品
▪ 1939年10月24日，杜邦在总部所在地公开 销售尼龙丝长袜时引起轰动，被视为珍奇 之物争相抢购，混乱的局面迫使治安机关 出45年:尼龙工业 被转向军工产品。
▪ 最初十年间产量增加25倍，1964年占合成 纤维的一半以上。
▪ 至今聚酰胺纤维的产量虽说总产量已不如 聚酯纤维多，但仍是三大合成纤维之一。
所需要的范围内,而后直接纺丝或做成切片。
（2）间歇聚合工艺流程
间歇缩聚的主要设备是高压釜。
通常把尼龙66盐配成50%～60%的水溶液，浓度高，反应速 度快，但浓度太高在输送或贮存过程中会结晶。把配好66盐水溶 液加人反应釜，同时，还要加人分子量调节剂(一般为乙酸，也 可为己二酸)，用量根据所需尼龙66分子量大小而定。
▪ 紧接着，卡罗瑟斯又选择了己二胺和己二 酸进行缩聚反应，终于在1935年2月28 日 合成出聚酰胺66。
▪ 1938年7月，首次生产出聚酰胺纤维．同 月用聚酰胺66作牙刷毛的牙刷开始投放市 场。
▪ 10月27日，杜邦公司正式宣布世界上第一 种合成纤维正式诞生了，并将聚酰胺66这 种合成纤维命名为尼龙（nylon）。
连续缩聚法
▪操作简单 ▪产品质量好 ▪成本较低 ▪反应时间 2小时左右
（1）连续缩聚生产工艺
a. 反应温度: 尼龙66盐的缩聚反应实际是在熔融状态下 进行,因此反应的初始温度至少比尼龙66盐的熔点高 10℃,宜控制在214℃左右,反应过程中为了提高分子活化 能,加快反应速度,温度逐渐升高到后期的280℃左右,即 高于聚合物熔点15℃左右。
3.机械设备
列车客车的门把手、货车的制动器接 合盘等可用PA66制作。其它如绝缘垫圈、 挡板座、船舶上的涡轮、螺旋桨轴、螺旋 推进器、滑动轴承等也可以用PA66制作。
高抗冲击性尼龙66还可制作管钳、塑 料模具、无线电控制车身等。未增强级尼 龙66通常用于制造低蠕变、无腐蚀的螺母 、螺栓、螺钉、喷嘴等；增强级尼龙66用 于生产链条、传送带、扇叶、齿轮、叶轮 和脚手架固定脚扣等。
▪（1）aAa+bBb
a (AB)n b型反应中，若要获得高
分子量产物，反应是两种单体必须是等摩尔量的。若利用己二酸
和己二胺生成的尼龙-66盐作为缩聚的原料，则可满足此要求。
▪（2）工业生产条件下，尼龙-66盐先在加压的水溶液中反应，可 防止己二胺挥发而损失，不影响但体量等摩尔比。待缩聚进行了
一段时间生成酰胺键的齐聚物后，再行升温及真空脱水进行后缩
b. b. 反应压力: 单体己二胺的沸点较低(196℃),为防止 己二胺的挥发,反应初期压力选择1.72MPa左右。随着反 应的进行,单体初步缩聚成预聚体后,除去反应体系中的 水,进一步提高聚合物的相对分子质量。所以反应中后期 降至常压乃至负压进行缩聚。
连续缩聚工艺流程图
连续聚合工艺是先将盐储槽内质量分数为50%的 尼龙66盐液分批送入计量槽, 并在计量槽中根据生 产的产品情况加入不同的添加剂, 经过搅拌混合的尼 龙66盐液靠自重分批流入第二中间槽, 再由盐供给 泵通过盐过滤器、盐预热器连续地供给浓缩槽, 通 过蛇管间接加热, 除去部分水分, 把盐液质量分数提 高到70%。反应器供给泵将浓缩后的盐液送出, 经第 一、第二盐预热器进入反应器, 在1. 72MPa的压力 下初步缩聚出反应器的预聚物, 用输送泵连续送至闪 蒸器, 在闪蒸器内物料的压力逐步降至常压, 以使聚 合物中水分迅速分离出来。
▪ 从上述反应式可以看出，随着生成水的脱出，同时生成酰 胺键，形成了线型高分子。
反应特点: ▪ 体系内水的扩散速度决定反应速度。如何在短时间内
高效率地把水排出体系外，并得到生成物，是尼龙66制 备工艺的关键所在。在尼龙66的缩聚反应生成的聚合物 中，低分子化合物不多，约在1%以下，所以，一般不需 要萃取。