POLYAMIDY (NYLONY) Doc.ing.Jaromír LEDERER, CSc.

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "POLYAMIDY (NYLONY) Doc.ing.Jaromír LEDERER, CSc."

Libuše Sedláčková
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 POLYAMIDY (NYLONY) Doc.ing.Jaromír LEDERER, CSc.

2 Typy polyamidů (-NH-CO-) AB typ Ty jsou vyráběny polymerací laktamů nebo ω- aminokyselin, kde A označuje aminovou skupinu a B karboxylovou skupinu a obě jsou částí stejné monomerní molekuly. AA-BB typ Polyamidy typu AA-BB jsou vyráběny polymerací diaminu, označeným jako AA, a dikarboxylové kyseliny, označené jako BB.

3 VZNIK Polykondenzací dikarboxylových kyselin a diaminů Polykondenzací 6-aminokarboxylových kyselin Polymerací cyklických laktamů Polykondenzací dichloridů aromatických kyselin s aromatickými diaminy (aromatické amidy kevlar)

cyklických laktamů Polykondenzací dichloridů

4 HLAVNÍ MONOMERY Bod tání 69 C (6) ω -KAPROLAKTAM HOOC-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH HOOC-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-NH2 HOOC-(CH2) 8 -COOH H2N-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-NH2 KYSELINA ADIPOVÁ ω -AMINOKAPRONOVÁ KYSELINA SEBAKOVÁ HEXAMETHYLENDIAMIN

5 Základní reakce polyamidů typu AB

6 Základní reakce polyamidů typu AA-BB

7 Chemismus vzniku nylonů

8 Vliv teploty na rovnovážný obsah monomeru v polymeru

9 Chemismus polymerace laktamu 1A) Hydrolysis of the lactam by water to yield the amino acid 2B) Condensation 3C) Lactam addition to the amine end of the growing chain :

10 Teplotní průběh při typické výrobě nylonu 6 a) Teplota v reakční fázi ; b) Teplota nádoby T o = počáteční teplota polymerizace (tavenina) ; T p = konečná teplota polymerizace ; T k = maximální teplota ; T m = vstupní teplota nádoby

polymerizace (tavenina) ; T p = konečná teplota

11 Vliv teploty na hustotu polymeru Density of caprolactam monomer and polymer as a function of temperature

12 Autoklávový cyklus při výrobě nylonu 66 A typical autoclave cycle useful for batch preparation of nylon 66

13 Výroba PA 66 Kontinuální Vsádková

14 Vsádková výroba PA 66 Příprava soli smíšením diaminu a dikarboxylové kyseliny (AH-sůl) Zahřátí soli v autoklávu na 230 C 1 hod Odpouštění páry a vyhřátí na 280 C Snížení tlaku k oddestilování páry Vytlačování polymeru z autoklávu dusíkem Sekání a sušení polymeru

1 hod Odpouštění páry a vyhřátí na 280 C Snížení tlaku k

15 Kontinuální polymerizer PA66 a) reaktor ; b) odtah vody ; c) čerpadlo ; d) finišer ; e) doreaktor

16 Kontinuální výroba nylonu 6 (BASF) a) Zásobník ; b) VK - reaktor ; c) Pourer ; d) Pelletizer ; e) vodní lázeň ; f) extraktor ; g) sušič

17 Kontinuální výroba nylonu 6 (Allied Chemical) a) Pump ; b) Stirrer ; c) Holding tank ; d) Filter ; e) Flowmeter ; f) Preheater ; g) Hydrolyzer ; h) Metering pump ; i) Polyaddition reactor ; j) Vent ; k) Vacuum flasher ; l) Finisher ; m) Spinning heads

Preheater ; g) Hydrolyzer ; h) Metering pump ; i) Polyaddition

18 Vodíkové můstky v PA6

19 Použití nylonu

20 Hlavní použití polyamidů

21 Používané výroby a techniky při výrobě polyamidů Polyamid 6 Polyamid 6 je nejvíce používaným polyamidem díky dobré dostupnosti suroviny (kaprolaktamu), široké škále aplikací a jednoduché a ekonomické uskutečnitelnosti výroby, převodu a recyklace polyamidu 6. Kaprolaktamový kruh se otevírá za přítomnosti vody (hydrolýza), lineární molekuly se spojí dohromady (polyadice) za tvorby makromolekulárního řetězce, jehož délka je určena přítomností terminátoru polymerace (např. kyselina octová).

22 Blokové schéma kontinuálního procesu výroby PA hod. T = cca 300 C

23 Diskontinuální polymerace PA 6 Suroviny (kaprolaktam, demineralizovaná voda, atd.) jsou smíchány v homogenizátoru. Smíchaná vsádka je převedena do autoklávu, kde tlak a teplota ( o C) jsou regulovány tak, aby se získal polymer s požadovanými specifikacemi. Když produkt dosáhne požadovaných specifikací, reakce je zastavena, do reaktoru je zaveden dusík a polymer je přepraven do nádrže extrudéru. Roztavený polymer je vytlačován ve formě vláken skrz zvlákňující trysku, chlazen ve vodní lázni a krájen na třísky.

24 Blokové schéma kontinuálního procesu výroby PA 6

25 Polyamid 66 Hlavní surovinou pro výrobu polyamidu 66 je vodný roztok organické soli, získaný reakcí 1,6-hexamethylendiaminu s 1,6-hexandikarboxylovou kyselinou (kyselina adipová), také zvanou AH sůl, sůl 66 nebo nylonová sůl.

26 Výroba PA 66 Obecně může být PA 66 vyráběn dvěmi různými procesy: Kontinuální polymerací Diskontinuální polymerací K získání polymeru s vysokou molekulovou hmotností je vyžadován další krok: Následná polymerace v pevné fázi

27 Kontinuální polymerace PA 66 Nylonová sůl je čerpána ze skladovací nádrže při koncentraci 52% a teplotě 65 o C na první krok koncentrování, kde je zahřátím roztoku na 110 o C odpařena voda, čímž vzroste koncentrace soli na 72 %. Vodní pára, opouštějící koncentrátor je kondenzována, a zkondenzovaná voda je sbírána do nádrže. Roztok soli je potom čerpán skrz sérii předehřívačů, které zvyšují teplotu roztoku na 212 o C před vstupem do polymeračního reaktoru. Tento proces probíhá v potrubí, pracujícím při tlaku 18 barů, které je rozděleno do různých zón (obvykle tří), ohřívaných na různou teplotu od 212 do 250 o C.

28 Blokové schéma procesu zahušťování sole při výrobě PA 66 (LC = kontrola hladiny, PC = kontrola tlaku, TC = kontrola teploty)

29 Blokové schéma procesu kontinuálního procesu výroby PA 66 (LC = kontrola hladiny, PC = kontrola tlaku, TC = kontrola teploty, TI =tepelná izolace)

30 Blokové schéma vsádkového procesu výroby PA 66

31 Blokové schéma zvlákňovacího procesu textilních přízí

Podobné dokumenty

(-NH-CO-) Typy polyamidů

(-NH-CO-) Typy polyamidů POLYAMIDY (NYLONY) Typy polyamidů (-NH-CO-) AB typ Ty jsou vyráběny polymerací laktamů nebo ω- aminokyselin, kde A označuje aminovou skupinu a B karboxylovou skupinu a obě jsou částí stejné monomerní molekuly.