ВАША РЕКЛАМА

Процесс производства полиамидов

Ассортимент ПА огромен: литьевые, экструзионные, пласти­фицированные, наполненные, армированные, пленочные, клеевые, лаковые и др. Каждый материал отличается по физическим, химическим и механическим свойствам. Рассмотрим подробнее, как производятся полиамиды.

Исходные продукты

Для получения ПА используют лактамы (кристаллы, хорошо растворимые в органических растворителях и воде), аминокислоты, диамины (углеводороды) и дикарбоновые кислоты. 

Основной процесс изготовления полиамидов – соединение этих веществ в разных пропорциях. Например, капролон (полиамид-6) изготавливают из фенола или бензола, в итоге получается капролактам – основа для ПА-6.

Производство поликапроамида (капролон, найлон 6)

Поликапроамид (П-6, найлон 6) в промышленных объемах получают путем расплавления капролактама. В процесс включаются вода и кислоты, которые расщепляют капролактам, разлогая его на составляющие и образуя новые соединения.

Химическая реакция сама по себе протекает медленно, поэтому на производстве добавляют катализаторы (ускорители): соль АГ и аминокапроновую кислоту. Процесс выполняется в двух разных типах оборудования:

  • в автоклавах под давлением – периодический метод для получения материала в формах;
  • в реакторах на открытом воздухе – непрерывный метод для получения гранул.

Стадии производства в реакторе:

  1. подготовка сырья (плавление капролактама при температуре 90-95 оС и приготовление раствора соли АГ)
  2. расплавление капролактама при температуре 270 оС
  3. охлаждение продукта (проточной водой в барабане, в результате получаются ленты)
  4. измельчение (в резательном станке)
  5. промывка (горячей водой для удаления не вступившего в реакцию капролактама)
  6. сушка готового гранулированного полиамида (в вакуумной сушилке при температуре 125-130 оС)

Стадии производства в автоклаве:

  1. расплавление капролактама при температуре 85-90 оС с добавлением ускорителей металлов (лития, натрия или калия) или других соединений
  2. получается раствор, который нагревают до 140 оС и смешивают с катализатором
  3. раствор заливается в формы, попадающие в термошкафы на 1,5 часа при температуре до 180 оС
  4. получается заготовка от 1 до сотен килограмм
  5. заготовки подвергаются механической обработке для изготовления подшипников и других деталей. 

Производство П-66 (анид, найлон 66)

Полиамид-66 получают в промышленности путем соединения при определенных условиях двух и более полимеров (адипиновая кислота и гексаметилендиамин - углеводород). В результате химической реакции (поликонденсации) получаются другие продукты, которые могут взаимодействовать друг с другом.

В процессе взаимодействия компонентов выделяется вода, и чтобы полимер образовался, необходимо ее удалять. Иначе реакция затухает. На каждом этапе химической реакции получаются стабильные вещества, которые реагируют друг на друга и, таким образом, растет цепь молекул промежуточных продуктов.

Чем ниже температура, тем медленнее протекает процесс, поэтому для ускорения образования полиамида-66 температуру постепенно повышают. Важно соблюдать пропорции двух компонентов (углеводородов и аминокислот), чтобы получить качественный полимер. Оба вещества должны быть в равных пропорциях. Перекос в одну сторону даст избыточную молекулярную массу ПА.

 Для повышения качества конечного полимера в процессе производства также добавляют стабилизаторы. Они помогают добиться необходимой массы Па и получить постоянную вязкость, которая не будет меняться при изготовлении деталей. Если не добавлять стабилизаторы, то при последующем плавлении (при производстве деталей) вязкость будет увеличиваться и свойства твердости потеряются.

Стадии производства ПА-66 аналогичны приготовлению полиамида-6. Реакция проходит в автоклаве – аппарате, имеющем цилиндрическую форму, объем 6-10 м3. Конструкция производится из хромоникелевого сплава, имеет рубашку для обогрева с теплоносителем – пар или динил. Температуры реакции выше, чем у ПА-6, и доходят до 280 градусов. Давление составляет 16-17 МПа. При его снижении начинает закипать вода, пары которой удаляют из автоклава. Весь процесс занимает 6-8 часов. Охлаждение и измельчение проходит в том же порядке, что и с ПА-6.

Производство других видов полиамидов проводится по тем же стадием и с использованием того же оборудования. Берутся разные компоненты (но всегда кислота и углеводород) и изменяются температурные режимы. Например:

  1. Фенилон – ароматический ПА – продукт взаимодействия изофталевой кислоты и м-фенилендиамина.  Обладает повышенной теплостойкостью и физико-химическими свойствами. Температура реакции 5-10 градусов, отфильтрованный готовый порошок сушат при 100-110 градусах в течение 3 часов.
  2. Полиамиды 54, 54/10 и 548 – кристаллические полимеры (из них выпускают пленки, лаки, клеи, покрытия). Чтобы улучшить их растворимость и прозрачность в процессе производства в разных пропорциях добавляют соли АГ и капролактам (соотношения 50:50, 93:7 и др.). Температура плавления ниже, чем у ПА-6, полимеры растворимы в спиртах.
Применение полиамидов только набирает обороты, так как это многофункциональные материалы, которые активно заменяют металлы, натуральные ткани, дорогостоящие и сложные при производстве.
 
Сегодня ПА используют даже для производства коллекторов, например, в Ауди А4. В США изготавливают телеграфные столбы. В медицине и пищевой промышленности эти пластики уже стали давно незаменимыми и широко востребованными.
ВАША РЕКЛАМА

Ваша реклама

ВАША РЕКЛАМА

ВАША РЕКЛАМА
  © 2007 Рустхим
сделать сайт в megagroup.ru
Процесс производства полиамидов