高分子材料课程设计题目聚酰胺-66生产工艺设计系（院）化学工程系专业材料化学班级2012级1班学生姓名李新学号1214100407指导教师张新职称讲师2014年12月12日聚酰胺-66生产工艺设计一、聚酰胺-66（尼龙-66）简介1、结构特征聚酰胺-66又称尼龙-66，是己二酸己二胺盐的俗称，分子式：C12H26O4N2,分子量262.35，平均分子量226，结构式：[NH3+(CH2)6NH3+-OOC(CH2)4COO-]。尼龙66是由含有6个碳原子的己二胺和含有6个碳原子的己二酸先进行缩聚得到聚酚胺树脂,然后再经熔融纺丝而制得。尼龙66是先将等摩尔的己二酸和己二胺反应制成己二酸己二胺盐,尼龙-66盐是无臭、无腐蚀、略带氨味的白色或微黄色宝石状单斜晶系结晶。2、主要性能特点聚酰胺-66由己二酸和己二胺缩聚而成。聚酰胺化有两个特点:一是氨基活性比羟基高，并不需要催化剂；二是平衡常数较大(约400)，可在水介质中预缩聚。己二酸和己二胺可预先相互中和成66盐，保证羧酸和氨基数相等。利用66盐在冷热乙醇中溶解度的显著差异，经重结晶提纯，有关杂质则留在母液中。NH2(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOH[NH3+(CH2)6NH3+-OOC(CH2)4COO-]66盐中另加少量单官能团醋酸（质量分数为0.2％～0.3％）或微过量己二酸进行缩聚，由端基封锁来控制分子量。66盐不稳定，温度稍高，盐中己二胺（沸点196℃）易挥发，己二酸易脱羧，将使等基团数比失调。为了防止这些损失，特设计如下操作程序：将少量醋酸加入60％～80％（质量分数）66盐的水浆液中，在封闭系统内，先在较低温度（如200～215℃）和1.4～1.7MPa下加热1.5～2h，预缩聚至0.8～0.9反应程度。然后慢慢（2～3h）升温至聚酰胺-66的熔点（265℃）以上，例如270～275℃，进一步缩聚。以后保持270～275℃，不断排气降压，最后在2700Pa的减压条件下完成最终缩聚反应。由此可见，合成聚酰胺的缩聚机理与聚酯相似，但根据66盐的配制和平衡常数差异这两个特点来拟订不同工艺条件。聚酰胺-66洁晶度中等，熔点高（265℃），能溶于甲酸、苯酚、甲酚中，有高强、柔韧、耐磨、易染色、低摩擦系数、低蠕变、耐溶剂、机械强度较高等综合优点，是世界上第二大类合成纤维。3、主要用途尼龙66盐是生产锦纶66树脂及锦纶66帘子布的原料，在化纤、轮胎行业有重要的应用，也是生产车用安全气囊的原料。我国神六返回所用的降落伞就是用锦纶66工业丝织成的。广泛用于制造机械、汽车，化学与电气装置的零件，如齿轮、滚子、滑轮、泵体中叶轮、风扇叶片、高压密封围、阀座、垫片、衬套、各种把手、支撑架、电线包层等。亦可制成薄膜用作包装材料。此外，还可用于制作医疗器械、体育用品、日用品等。尼龙66是一种高档热塑性树脂,具有刚性大、改性好、机械强度高等优点,可以广泛用于制作轮胎、帘子线、针织品、工业丝、地毯丝、民用丝等,经加工还可以制作弹力尼龙。4、国内外研究进展（现状）聚酰胺-66（尼龙-66）是最早研制成功的尼龙品种,于1939年由美国杜邦公司实现工业化生产,是目前最主要的尼龙品种之一。尼龙-66的耐热性、结晶度比尼龙-6高,强度、吸水性(吸水率比尼龙6小)等性能也比尼龙6优良,特别是耐热性和耐油性好。铸铁、铜、铝等金属材料相比,虽然刚性逊于金属,但强度则高于部分金属,因此尼龙66可代替金属材料获得广泛的应用。(1)国外生产现状目前,世界所需的尼龙材料中,以尼龙6和尼龙66为主,纤维中尼龙6和尼龙66约占98%以上;工程塑料中,尼龙6和尼龙66约占90%,尼龙6和尼龙66的比例约为60!40。以尼龙66为代表的聚酰胺产品是目前全球产量和市场消费量最大的工程塑料产品,被广泛应用于轮胎、汽车、电子、电器产业。目前,全球不到10家的尼龙66生产企业占据了世界绝大部分的市场份额。这些企业包括美国英威达公司、首诺公司、法国罗地亚公司、德国巴斯夫公司、日本旭化成公司、中国中平能化集团等。其中,英威达公司的产量约占世界市场的1/3。2006年,世界尼龙生产能力超过700万t/a,产量约为520万t,装置平均开工率为73%。亚洲尼龙生产能力和消费量占世界总量的比例分别为45.3%和43.0%,是世界最大的尼龙生产和消费地区,该地区尼龙年净进口量为10万t左右。北美地区尼龙供需基本平衡,其中美国是世界最大的尼龙生产国和消费国,...
