RU2196786C1 - Способ получения волокнообразующего поликапроамида и способ получения нити - Google Patents
Способ получения волокнообразующего поликапроамида и способ получения нити Download PDFInfo
- Publication number
- RU2196786C1 RU2196786C1 RU2001115083A RU2001115083A RU2196786C1 RU 2196786 C1 RU2196786 C1 RU 2196786C1 RU 2001115083 A RU2001115083 A RU 2001115083A RU 2001115083 A RU2001115083 A RU 2001115083A RU 2196786 C1 RU2196786 C1 RU 2196786C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polycaproamide
- molecular weight
- polymer
- melt
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Polyamides (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения волокнообразующего поликапроамида и нитей из этого полимера. Способ включает гидролитическую полимеризацию капролактама до состояния продукта полимеризации, близкого к состоянию равновесия, охлаждение продукта полимеризации, последующий его нагрев до 170-190oС и подготовку полимера к формованию нитей и волокон сушкой с одновременным удалением низкомолекулярных соединений. Расплав предполимеризата получают при температуре на 1-15oС ниже температуры плавления полимера и выдерживают его при той же температуре до достижения степени превращения капролактама в полимер, близкой к равновесной. Устанавливают парциальное давление паров воды над расплавом в интервале 100-755 мм рт.ст. и выдерживают продукт при той же температуре до необходимой молекулярной массы. Нить получают формованием из расплава полученного поликапроамида. Изобретение позволяет получить поликапроамид с заданной величиной молекулярной массы в ходе технологического процесса и равномерный по гранулометрическому составу, обеспечить получение качественного полимера и нити, сохранить экологическую безопасность технологического процесса. 2 с.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии получения волокнообразующего поликапроамида.
Известны различные способы получения волокнообразующего поликапроамида катионной, анионной и гидролитической полимеризацией капролактама.
При катионной полимеризации капролактама получается поликапроамид с малой молекулярной массой. При анионной полимеризации капролактама получается разветвленный поликапроамид, обладающий плохой формуемостью в нити и волокна. Наиболее широко применяемыми в промышленности являются способы гидролитической полимеризации капролактама. Они проводятся в присутствии воды в качестве инициатора и различных функциональных добавок.
Известен способ получения волокнообразующего поликапроамида гидролитической полимеризацией капролактама в присутствии регулятора молекулярной массы (ингибитора) - уксусной кислоты (Е. Морф, В. Штиболь. Непрерывное полиамидирование полиамида 6. Химические волокна, 1994, 4, с.25-28) с последующей твердофазной поликонденсацией нестабилизированного гранулята полиамида 6. Процесс синтеза полиамида 6 ведут при температуре 240-260oС в течение 20 часов, экстрагирование низкомолекулярных компонентов из сырого гранулята полимера составляет 18 часов, а процесс сушки влажного гранулята полиамида 6 осуществляется в течение 24 часов.
Однако этот способ характеризуется невысоким выходом целевого продукта - поликапроамида, сложностью технологических процессов, использованием высококипящего органического теплоносителя - динила в виде паров, что отрицательно сказывается на экологической обстановке в производстве, необходимостью регенерации капролактамных вод, большой длительностью технологических операций.
Также известен способ получения волокнообразующего поликапроамида гидролитической полимеризацией капролактама в присутствии 0,1÷4,0 мас.% борной кислоты при температуре 180-165oС с последующей сушкой и удалением низкомолекулярных соединений из гранулята полимера (Патент РФ 2119928).
В результате этого способа получают поликапроамид, имеющий 1,4±0,4 мас.% низкомолекулярных соединений и относительную вязкость 2,10-3,00. Выход полимера составляет 92,5÷96,9%.
Этот способ обладает следующими недостатками:
- синтез поликапроамида проводят в закрытой системе по периодической схеме;
- поликапроамид после синтеза получают в виде блока, что затрудняет получение гранул полимера практически одного размера;
- невозможность получения поликапроамида на первой стадии синтеза с достаточно высокой молекулярной массой.
- синтез поликапроамида проводят в закрытой системе по периодической схеме;
- поликапроамид после синтеза получают в виде блока, что затрудняет получение гранул полимера практически одного размера;
- невозможность получения поликапроамида на первой стадии синтеза с достаточно высокой молекулярной массой.
Известен также способ получения волокнообразующего поликапроамида (Патент РФ 2145329), который является наиболее близким к изобретению по техническому существу.
При этом способе реакционную смесь, состоящую из капролактама и воды, в стеклянных ампулах нагревают до температуры 210-225oС и выдерживают определенное время до состояния полимера, близкого к состоянию равновесия. Затем ампулы охлаждают до перехода содержимого ампул в твердое состояние, после чего ампулы с твердым полимером нагревают до температуры 170-190oС и выдерживают до окончания полимеризации. Общая длительность процесса полимеризации в расплаве и твердой фазе составляет 28-32 часа. Затем ампулы с полимером охлаждают, полимер извлекают, измельчают на гранулы и подвергают подготовке к формованию. Эту подготовку осуществляют нагреванием гранулята поликапроамида до температуры 135-140oС. При этом одновременно удаляется вода и удаляются низкомолекулярные соединения. Из зоны сушки вода и низкомолекулярные соединения удаляются током инертного газа, который из сушилки проходит через ловушку мономера, гидрозатвор и выбрасывается в атмосферу. Сушка осуществляется в течение 10 часов. По окончании сушки полимер с содержанием низкомолекулярных соединений от 0,9 до 1,8 мас.% и относительной вязкостью 2,37-2,73 направляют на формование.
Однако способ обладает следующими недостатками:
- невозможность регулирования молекулярной массы поликапроамида в ходе технологического процесса. Это приводит к тому, что из полученного полимера можно формовать нити только текстильного ассортимента. Для получения целевого продукта с более высокой молекулярной массой, т.е. пригодного для формования нитей технического ассортимента, полученный по способу-прототипу поликапроамид необходимо подвергнуть дополнительной обработке, а именно дополнительной поликонденсации в твердой фазе при температуре 180oС в течение 12-18 часов, что приводит к дополнительным энергозатратам. Использование известного приема в виде уменьшения начального количества воды приводит к резкому увеличению длительности технологического процесса;
- невысокое качество гранулята поликапроамида по гранулометрическому составу, так как его получают лишь путем измельчения блока полимера, поскольку по способу-прототипу можно получить полимер только в блоке.
- невозможность регулирования молекулярной массы поликапроамида в ходе технологического процесса. Это приводит к тому, что из полученного полимера можно формовать нити только текстильного ассортимента. Для получения целевого продукта с более высокой молекулярной массой, т.е. пригодного для формования нитей технического ассортимента, полученный по способу-прототипу поликапроамид необходимо подвергнуть дополнительной обработке, а именно дополнительной поликонденсации в твердой фазе при температуре 180oС в течение 12-18 часов, что приводит к дополнительным энергозатратам. Использование известного приема в виде уменьшения начального количества воды приводит к резкому увеличению длительности технологического процесса;
- невысокое качество гранулята поликапроамида по гранулометрическому составу, так как его получают лишь путем измельчения блока полимера, поскольку по способу-прототипу можно получить полимер только в блоке.
Таким образом, неизвестна технология получения волокнообразующего поликапроамида, позволяющая регулировать молекулярную массу целевого продукта в ходе технологического процесса и получить целевой продукт в форме, удобной для последующих технологических операций.
Сущность изобретения
Изобретательская задача состояла в поиске способа получения волокнообразующего поликапроамида, включающего гидролитическую полимеризацию капролактама до состояния продукта полимеризации, близкого к состоянию равновесия, охлаждение продукта полимеризации, последующий его нагрев до 170-190oС и подготовку полимера к формованию нитей и волокон сушкой с одновременным удалением низкомолекулярных соединений.
Изобретательская задача состояла в поиске способа получения волокнообразующего поликапроамида, включающего гидролитическую полимеризацию капролактама до состояния продукта полимеризации, близкого к состоянию равновесия, охлаждение продукта полимеризации, последующий его нагрев до 170-190oС и подготовку полимера к формованию нитей и волокон сушкой с одновременным удалением низкомолекулярных соединений.
Поставленная задача решена способом получения волокнообразующего поликапроамида, включающим гидролитическую полимеризацию капролактама до состояния продукта полимеризации, близкого к состоянию равновесия, охлаждение продукта полимеризации, последующий его нагрев до 170-190oС и подготовку полимера к формованию нитей и волокон сушкой с одновременным удалением низкомолекулярных соединений, в котором расплав предполимеризата получают при температуре на 1-15oC ниже температуры плавления полимера и выдерживают при той же температуре до достижения степени превращения капролактама в полимер, близкой к равновесной, а затем устанавливают парциальное давление паров воды над расплавом в интервале 100-755 мм рт.ст. и выдерживают продукт при той же температуре до необходимой молекулярной массы.
Для расширения ассортимента полученных нитей используют поликапроамид, полученный заявленным способом.
Изобретение позволяет обеспечить:
- возможность получения поликапроамида с заданной величиной молекулярной массы в ходе технологического процесса;
- получение целевого продукта, равномерного по гранулометрическому составу, так как измельчению подвергается жилка полимера;
- получение поликапроамида в форме, удобной для формования нитей и волокон.
- возможность получения поликапроамида с заданной величиной молекулярной массы в ходе технологического процесса;
- получение целевого продукта, равномерного по гранулометрическому составу, так как измельчению подвергается жилка полимера;
- получение поликапроамида в форме, удобной для формования нитей и волокон.
К тому же изобретение позволяет сохранить экологическую безопасность технологического процесса и обеспечить получение качественного целевого продукта за счет уменьшения содержания низкомолекулярных соединений до 0,5-1,2 мас.%.
Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения
Для реализации способа используют капролактам - ГОСТ 7850-86. Способ осуществляют следующим образом. В автоклав, имеющий систему регулирования парциального давления паров воды над реакционной массой, загружают реакционную смесь, состоящую из капролактама и воды, взятых в расчетных количествах, и нагревают до температуры на 1-15oС ниже температуры плавления поликапроамида, выдерживают время, необходимое для того, чтобы реакционная масса достигла степени превращения капролактама в полимер, близкой к равновесной. Равновесие определяют на основании анализа полимера на содержание низкомолекулярных соединений рефрактометрическим методом.
Для реализации способа используют капролактам - ГОСТ 7850-86. Способ осуществляют следующим образом. В автоклав, имеющий систему регулирования парциального давления паров воды над реакционной массой, загружают реакционную смесь, состоящую из капролактама и воды, взятых в расчетных количествах, и нагревают до температуры на 1-15oС ниже температуры плавления поликапроамида, выдерживают время, необходимое для того, чтобы реакционная масса достигла степени превращения капролактама в полимер, близкой к равновесной. Равновесие определяют на основании анализа полимера на содержание низкомолекулярных соединений рефрактометрическим методом.
Затем в аппарате создают парциальное давление паров воды в интервале 100-755 мм рт. ст. и выдерживают продукт синтеза до получения необходимой молекулярной массы. По окончании синтеза расплав поликапроамида выливают из аппарата в виде жилки, которую охлаждают и рубят на гранулы.
Окончание синтеза контролируют по степени полимеризации, определяемой по относительной вязкости раствора полимера или титрованием концевых аминогрупп поликапроамида, и определения концентрации низкомолекулярных соединений рефрактометрическим методом.
Затем гранулы поликапроамида нагревают до температуры 170-190oС и выдерживают до окончания полимеризации. Окончание процесса полимеризации контролируют по степени полимеризации, которую определяют по относительной вязкости раствора поликапроамида в серной кислоте и титрованием концевых аминогрупп поликапроамида, и концентрации низкомолекулярных соединений, определенной рефрактометрическим методом. По окончании полимеризации гранулы поликапроамида подвергают подготовке к формованию. Эту подготовку осуществляют сушкой гранулята полимера при температуре 135-140oС. При этом одновременно удаляется вода и удаляются низкомолекулярные соединения. Из зоны сушки вода и низкомолекулярные соединения удаляются током инертного газа или вакуумом. Окончание подготовки контролируют по влажности полимера, которая должна составлять 0,03-0,05 мас. %, и концентрации низкомолекулярных соединений, которая должна быть 0,5-1,5 мас.%. Подготовленный гранулят поликапроамида выгружают и направляют на формование мононити.
Пример. Цель - получить поликапроамид с молекулярной массой 14000. В автоклав, имеющий систему регулирования парциального давления паров воды над реакционной массой, загружают реакционную смесь, состоящую из 300 г капролактама и 9 г воды. Автоклав вакуумируют 10 минут при остаточном давлении 66 Па, а затем в аппарате создают подушку из инертного газа. Автоклав нагревают до температуры 210oС и содержимое автоклава выдерживают определенное время, необходимое для того, чтобы реакционная масса достигла степени превращения капролактама в полимер, близкой к равновесной. Затем системой регулирования парциального давления паров воды в аппарате создают парциальное давление паров воды над реакционной массой 536 мм рт.ст. и выдерживают продукт синтеза при той же температуре (210oС) до окончания реакции поликонденсации. Общая длительность синтеза составляет 24-28 часов. По окончании синтеза давление в аппарате выравнивают с атмосферным и давлением инертного газа, расплав полимера выливают из аппарата в виде жилки, которую охлаждают и рубят на гранулы. Получен поликапроамид с молекулярной массой 13899-14238. Гранулы поликапроамида нагревают в герметичном аппарате до температуры 180oС и выдерживают до окончания полимеризации. Общая длительность полимеризации составляет 24 часа. Затем аппарат охлаждают, гранулы полимера выгружают из аппарата и подвергают подготовке к формованию. Для этого гранулы поликапроамида загружают в сушилку с ложным дном. Сушилку, имеющую систему конденсации паров воды и мономера, нагревают до 140oС при постоянном вакуумировании. Сушка осуществляется в течение 10 часов. По окончании сушки аппарат охлаждают, гранулы полимера выгружают и направляют на формование мононити. Формование поликапроамидной нити осуществляли на микровискозиметре МВ-2 с диаметром фильеры 0,25 мм при температуре 265-270oС. Процесс формования мононити протекал стабильно.
Свойства поликапроамида, полученного при различных параметрах синтеза, и формованной из него мононити приведены в таблице.
Claims (2)
1. Способ получения волокнообразующего поликапроамида, включающий гидролитическую полимеризацию капролактама до состояния продукта полимеризации, близкого к состоянию равновесия, охлаждение продукта полимеризации, последующий его нагрев до 170-190oС и подготовку полимера к формованию нитей и волокон сушкой с одновременным удалением низкомолекулярных соединений, отличающийся тем, что расплав предполимеризата получают при температуре на 1-15oС ниже температуры плавления полимера и выдерживают его при той же температуре до достижения степени превращения капролактама в полимер, близкой к равновесной, а затем устанавливают парциальное давление паров воды над расплавом в интервале 100-755 мм рт. ст. , и выдерживают продукт при этой же температуре до необходимой молекулярной массы.
2. Способ получения нити формованием из расплава поликапроамида, отличающийся тем, что используют поликапроамид, полученный по п. 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001115083A RU2196786C1 (ru) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | Способ получения волокнообразующего поликапроамида и способ получения нити |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001115083A RU2196786C1 (ru) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | Способ получения волокнообразующего поликапроамида и способ получения нити |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2196786C1 true RU2196786C1 (ru) | 2003-01-20 |
Family
ID=20250332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001115083A RU2196786C1 (ru) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | Способ получения волокнообразующего поликапроамида и способ получения нити |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2196786C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2471817C1 (ru) * | 2012-01-10 | 2013-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Способ получения полиамида-6 |
RU2812605C1 (ru) * | 2023-08-03 | 2024-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Поликом" | Способ получения полиамида-6 |
-
2001
- 2001-06-06 RU RU2001115083A patent/RU2196786C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2471817C1 (ru) * | 2012-01-10 | 2013-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Способ получения полиамида-6 |
RU2812605C1 (ru) * | 2023-08-03 | 2024-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Поликом" | Способ получения полиамида-6 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101645747B1 (ko) | 폴리아미드 펠렛의 다단계 건조 및 후축합을 위한 연속식 방법 | |
US2562796A (en) | Process for preparing linear polyamides | |
US5596070A (en) | High molecular weight polyamides obtained from nitriles | |
US6194537B1 (en) | Nylon 6 chip and production of nylon 6 yarn and film and of further industrial articles from nylon 6 | |
KR20090009231A (ko) | 폴리아미드 과립의 연속 제조방법 | |
US2867805A (en) | Process for the elimination of the unconverted polymer-forming monomers from synthetic linear polyamides | |
EP0038473B1 (en) | Two-stage hydrolysis process for polymerization of nylon 6 | |
US2735840A (en) | Vacuum pump | |
US3753661A (en) | Apparatus for the preparation of filamentary material | |
RU2196786C1 (ru) | Способ получения волокнообразующего поликапроамида и способ получения нити | |
EP0092898A2 (en) | Process for remelting polyamides | |
US3171829A (en) | Continuous polymerization of epsiloncaprolactam | |
US4746724A (en) | Hydrolytic process for the preparation of a melt stable polycaprolactam | |
CA1226995A (en) | Process for the preparation of polytetramethylene adipamide | |
US4574054A (en) | Molecular weight controllers combination for caprolactam polymerization processes | |
US3480596A (en) | Process of forming polymeric material of increased relative viscosity | |
US3245964A (en) | Continuous extraction of poly-e-caproamide | |
KR102625634B1 (ko) | 저 추출물 함량을 갖는 폴리아미드 6의 제조방법 및 그를 위한 장치 | |
JPS59130315A (ja) | アクリロニトリル重合体を「鎔」融紡糸する連続液相工程 | |
RU2145329C1 (ru) | Способ получения волокнообразующего поликапроамида | |
US4429107A (en) | Continuous preparation of polycaprolactam wherein constant composition is maintained | |
US4963650A (en) | Process for separating low molecular weight compounds from polycaproamide melt with superheated steam | |
RU2814244C1 (ru) | Способ получения полиамида-6 | |
RU2812605C1 (ru) | Способ получения полиамида-6 | |
RU2196785C1 (ru) | Способ получения волокнообразующего поликапроамида |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180607 |