尼龙-66的发展

尼龙-66的发展摘要:Nylon66ispolyhexamethyleneadipamide,translucentoropaquewhitecrystallinepolymer,isathermoplasticresininthedevelopmentoftheearliestandlargestproductionvarieties,excellentmaterialandchemicalfiberpolymerization,themostwidelyused,sotheyieldincreasedyearbyyear,hasbeenrankedthefirstfiveengineeringplastics.Thisexperimentisalaboratorymethodandindustrialmethodforstudyingnylon66。目录第1章绪论1.1概况1.2发展1.3性能介绍1.4尼龙-66的实验合成方法第二章2.1尼龙-66的工业合成方法2.2尼龙-66的应用范围2.3对尼龙-66的总结参考文献英文摘要致谢承德石油高等专科学校一概况聚己二酰己二胺俗称尼龙-66。一种热塑性树脂。白色固体。密度1.14。熔点253℃。不溶于一般溶剂，仅溶于间苯甲酚等。机械强度和硬度很高，刚性很大。可用作工程塑料。拉伸强度6174-8232牛/厘米2。弯曲强度8575-9604牛/厘米2，压缩强度4958.8-8957.2牛/厘米2。冲击强度20.58-42.14牛*厘米/厘米2。洛氏硬度108-118。热变形温度（1814.11帕，18.5公斤力/厘米2）66-86，用作机械附件，如齿轮、润滑轴承；代替有色金属材料做机器外壳，汽车发动机叶片等。也可用于制合成纤维。一般用己二酸和己二胺制成尼龙-66盐后缩聚而得。分子主链的重复结构单元中，含有酰胺基(—CONH—)的一类热塑树脂。常制成圆柱状粒料，作塑料用中文名聚己二酰己二胺，熔点:253℃，耐磨，电绝缘性好，耐热(在455千帕下热变形温度均在150℃以上），熔点150～250℃，熔融态树脂的流动性高，相对密度1.05～1.15（加入填料可增至1.6），大都无毒。但树脂中的单体含量过高时，不宜长期与皮肤或食物接触，各国对此常有食品卫生方面的规定。二发展最早工业化生产的聚酰胺品种是聚酰胺66（即尼龙66），美国杜邦公司W.H.卡罗瑟斯于1937年公布了第一个专利，制得聚酰胺纤维（尼龙丝）样品，1938年建立了试验工厂，1939年工业化生产装置投入运转。当时聚酰胺主要用于生产纤维、绳索和包覆材料。第二次世界大战中这些材料在军事方面的应用得到了很大发展，战后生产了薄膜和塑料。1941年，聚酰胺6在德国投入生产，随后又开发了聚酰胺610。1950年法国开发了聚酰胺11。1958年中国试制成功聚酰胺1010，苏联试制成功共聚酰胺。1966年，在联邦德国赫斯化学公司大规模生产聚酰胺12。1972年，美国杜邦公司又实现了芳香族聚酰胺的工业生产。70年代以后，聚酰胺的改性引起人们的极大兴趣，特别是石油化工的发展，聚酰胺的原料路线转向石油，成本逐年下降，产量逐年增长，使聚酰胺发展成为一类品种多、能够适应于多种用途。三性能介绍国内生产尼龙66的厂家有:黑龙江省尼龙厂、上海塑料制品十八厂、辽阳化纤工业总公司、太原合成纤维厂、神马集团、浙江衢州化工厂、宜兴太湖尼龙厂、江苏海安化工厂。其产品主要用制造各种机械、汽车、化工、电子电气装置的零部件，特别适合用于高强度或耐磨部件，如各种齿轮、滑轮、辊轴、轴承、泵体中叶轮、风箱叶片、高压密封圈、阀座、垫片、衬套、各种壳体、工具手柄、支撑架、电缆包层、汽车灯罩等。在电子仪器设备、继电器等电气设备中制造零件、电梯导轨、建筑装饰扶手等。在医疗器械、体育用品和日用品上也有广泛应用，如棒球棒、滑雪板等。也可制成薄膜后与铝箔等形成复合膜用于食品包装，如包装饮料、罐头等二尼龙66的实验室合成方法本实验合成尼龙66是由己二酸和己二胺缩聚而成。它的生产工艺主要有单体合成、尼龙66盐的制备和缩聚三个工序。以下为尼龙66盐的制备机缩聚过程。1.向配有回流冷凝管及酸气吸收专职的50ml烧瓶中加入1.5g干燥的己二酸和3.6g氧化亚砜，将混合物在50～60℃水浴上加热3小时左右，待己二酸完全溶解，并不再有气体放出后，改回流装置为蒸馏装置，减压蒸出过量的氧化亚砜，剩余物为淡黄色的己二酰氯，加入36g环己烷，摇动溶解。2.向150ml烧杯内加入40ml5%己二胺（1,6-己二胺）水溶液，加入2ml20%NaOH溶液，小心地将40ml5%己二酰氯的环己烷溶液沿着略微倾斜的烧杯壁倾入溶液中，将会形成两层，且在液-液界面处立即形成聚合物膜，用一只铜丝钩缓缓地清楚攀住烧杯四壁的聚合物丝，然后钩住这团物质的中心，慢慢地提升铜丝，使聚酰胺得以不断生成，并可拉出好几尺长的一股线，用水将这股线洗涤几次，放置纸上晾干。3.用一段铜丝将两相系统的剩余部分剧烈搅拌，再形成一些聚合物，浸出液体，倒入废物桶。用水充分洗涤聚合物，并放置干燥，合并以上得到的尼龙线称重。三尼龙66的工业合成方法尼龙66聚合工艺实现工业化的有2种,一种为连续聚合工艺,一种为间歇式聚合工艺。这2种工艺原理是一样的,都是己二胺和己二酸缩聚得到尼龙66高聚物。其不同主要在于工艺流程及产品运用范围。（1）连续聚合工艺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。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所需要的范围内,而后直接纺丝或做成切片。（2）间歇式聚合工艺间歇式聚合工艺比较简单,把盐液由储槽根据设定分批打入浓缩槽,在此把质量分数为50%的盐液浓缩到80%然后排入聚合釜,在聚合釜中经过加热阶段把釜内压力升到1.72MPa,而后进入预聚阶段,当物料达到一定温度时进入减压阶段(如果需要添加二氧化钛则在预聚阶段的适当时候加入),釜内压力根据设定分几段缓慢减至设定值(设定值接近常压),然后进入完成阶段,其时间为30min左右,聚合物的相对分子质量可以通过改变完成阶段压力的设定来调节,此阶段完成后进行挤出切粒,切粒后切片,经干燥后根据需要可以纺丝或做成工程塑料等产品。~2/5~因此,可以把连续聚合理解为各个聚合反应阶段在各个不同但职能比较单一的设备中完成,而间歇式聚合是在同一设备中完成不同阶段的反应。（3）产品方案比较连续聚合适合生产产品比较单一、批量较大的品种,间歇式聚合适合生产批量较小、牌号及配方变化较多的产品。这是因为连续聚合开停车一次及更换一次品种物料损失很大,而后者较小。连续聚合的工艺及设备比较复杂,事故处理比较困难,但比间歇式聚合稳定。间歇式聚合关键是抓好日常工艺管理,保证产品质量的稳定。间歇式聚合具有产品多样性、设备投资较少等优点。因此,可以根据产品情况和投资情况来决定使用哪种工艺。四尼龙66的应用范围1.汽车制造业尼龙耐燃油性好,可用于生产燃料滤网、燃料过滤器、罐、捕集器和油贮存器。尼龙的耐冲击性和韧性较好,用其制作散热器水缸可耐汽车行驶时碎石的冲击。尼龙的耐高温疲劳性可用于生产平衡旋转轴齿轮。在电气部位,尼龙可用于生产接线柱用于高级轿车内。车体部位主要用尼龙合金生产汽车外板材料,比钢板40%，可耐巧0℃以上的联机涂饰,改善汽车外板的耐腐蚀性和碰撞时的复原性。增韧尼龙66用于车轮盖、发动机水箱和风扇等部件,被称为塑料在动力系统最富革新的应用。用尼龙66与EPDM、抗氧剂、热稳定剂和着色剂共混材料,可用于生产暖风水室。用尼龙66、聚烯烃弹性体、无机填料等共混,可用于制造轿车装饰罩。尼龙66的改性产品也可用于轿车轴承保持架、电线带、膨胀钉、真空管、垫圈、支架、手柄、操纵杆、固定支架等。玻璃纤维增强增韧尼龙66可用于汽车车盖、螺旋桨、泵叶轮、轴承、轴套、滑轮、螺母、螺帽、手柄、拔叉、绝缘块、工具把手、开关。2.电子电气尼龙66可生产电热器如电饭锅、吸尘器、高频电子食品加热器。阻燃级尼龙可用于接线柱、开关和电阻器等,也用于电器机械和电动工具。改性尼龙66可用于生产低压电器插座、接线盒、保险盒、组合开关、接线端子、压缩机端子联锁触头、交流接触器低座、防爆开关、变压器骨架、发动机护环、电视机无线端子插座、动触和定触骨架、聚焦旋钮、导线夹、固定夹等。玻纤增强增韧尼龙66可用于零部件如电钻和电机外壳、洗衣机扭水杆和梭子。~3/5~3．精密器械主要用于输血、取血、输液器,电子打字机的数字旋转盘,传动齿轮,印刷机的带式过滤片等。4．其他PA66可用于生产打火机壳、碱性干电池衬垫、摩托车驾驶员用的安全防帽,及用于锤柄和锤头、管钳、无线电控制车车身、办公用椅的脚轮、靠背和床面水平度调整器等。在体育用品中,可用于滑雪板、球拍框、冲浪板和冰鞋、钓鱼杆等。改性PA可在医疗器械方面用作输液的过滤器;PPO/PA66合金具有尼龙66与PPO两者的优良性能,是近年获得快速发展的合金材料之一结论总之尼龙-66的优缺点1.机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度。比拉伸强度高于金属，比压缩强度与金属不相上下，但它的刚性不及金属。抗拉强度接近于屈服强度，比ABS高一倍多。对冲击、应力振动的吸收能力强，冲击强度比一般塑料高了许多，并优于缩醛树脂。2.耐疲劳性能突出，制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度。常见的自动扶梯扶手、新型的自行车塑料轮圈周期性疲劳作用极明显的场合经常应用PA。3.软化点高，耐热(如尼龙46等,高结晶性尼龙的热变形温度高,可在150度下长期使用.PA66经过玻璃纤维增强以后,其热变形温度达到250度以上)。4.表面光滑，摩擦系数小，耐磨。作活动机械构件时有自润滑性，噪声低，在摩擦作用不太高时可不加润滑剂使用；如果确实需要用润滑剂以减轻摩擦或帮助散热，则水油、油脂等都可选择。从而,做为传动部件其使用寿命长。5.耐腐蚀，十分耐碱和大多数盐液，还耐弱酸、机油、汽油，耐芳烃类化合物和一般溶剂，对芳香族化合物呈惰性，但不耐强酸和氧化剂。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱堿等的侵蚀和有很好的抗老化能力。可作润滑油、燃料等的包装材料。6.有自熄性，无毒，无臭，耐候性好,对生物侵蚀呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力。7.有优良的电气性能。电绝缘性好,尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,在干燥环境下，可作工频绝缘材料，即使在高湿环境下仍具有较好的电绝缘性。8.制件重量轻、易染色、易成型。尼龙的缺点有：1.吸水性差，尺寸稳定性差。2.抗低温能力差。3.抗静电性不好。4.耐热性差。参考文献~4/5~[1]汪多仁.尼龙66的生产与应用[J].2002年中国工程塑料加工应用技术研讨会文集.2002.114-117.[2]褚松茂,曹可生,王安乐等.尼龙66树脂技术优化及应用[J].河南化工,2007,(10):35-36.[3]康亚旭,崔永亮.尼龙66生产现状与发展方向预测[J].科技与创新,2016,(06):49-50.[4]尼龙66需求恢复将支持己二酸市场[EB/OL].中国化工在线,2010.04.16.[5]任永德.尼龙66聚合工艺比较[J].广西轻工业,2008,(2):23,98.