ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Формование волокна из "Технология производства химических волокон" Превращение капролактама в полимер поликапроамид — процесс полимеризации — протекает только при сравнительно высокой температуре и повышенном или. нормальном давлении в присутствии активатора. Активаторами могут служить вода, соль АГ, аминокапроновая кислота или другие соединения, которые в условиях процесса полимеризации капролактама способны претерпевать химические превращения с выделением воды. Кроме этих соединений, очень эффективными активаторами являются щелочи и металлический натрий, которые в десятки и сотни раз сокращают продолжительность реакции полимеризации. Однако по ряду причин в производственных условиях в качестве активатора процесса полимеризации капролактама чаще всего применяется вода. [c.397] Реакция образования поликапролактама протекает ступенчато по следующей схеме. [c.397] По этой причине капролактам не полностью превращается з поликапролактам, и в полимере всегда содержится некоторое количество мономера и других низкомолекулярных водорастворимых соединений (димера и тримера капролактама). [c.398] Количество (рис. 120) и состав низкомолекулярной фракции, содержащейся в поликапролакта-ме, зависит от температурных условий проведения процесса. Например, при 180°С количество низкомолекулярных фракций достигает 2—3%, состоящих из диамера и тримера, а при 250— 270 С — уже 10—12%, причем из них примерно 2/3 составляет мономер и 1/3-димеры и тримеры капролактама. Низкомолекулярные водорастворимые соединения могут быть удалены из поликапролактама экстракцией горячей водой. [c.398] К полиамиду капрон, предназначенному для переработки в волокно, предъявляются определенные требования. В частности, он должен иметь достаточно большой молекулярный вес (не ниже 1100) и быть монолитным, т. е. е содержать большого количества пустот и ра1Ковин. Кроме того, в полимере не должно быть продуктов окисления — цвет поликапролактама почти белый. [c.398] Наряду с относительной и удельной вязкостью определяют также вязкость расплава полимера. [c.399] Обычно для формования текстильной ити высоких номеров и штапельного волокна применяются так называемые низковяз-кие полиамиды с относительной вязкостью 2,2—2,5 для технического (кордного) волокна низких номеров используются полимеры с более высокой относительной вязкостью, равной 2,6— 2,75. Вязкость расплава низковязких смол составляет 600— 1000 пуазов, высоковязких— 1400—2500 пуазов. [c.399] Заданная (Величина молекулярного веса (вязкости) полимера может быть достигнута регулированием услоний полимеризации — температуры, продолжительности процесса, количества активатора и стабилизатора. [c.399] Стабилизаторами молекулярного веса полиамидов являются вещества, способные при синтезе полимера взаимодействовать с одной из концевых групп растущей цепи макромолекулы. прекращая ее рост. Чаще всего в качестве стабилизатора при- меняется уксусная или адипиновая -кислота. В последнее время начали при.менять более эффективный стабилизатор двойного действия—уксуснокислый бутиламин, блокирующий обе функциональные группы полиамида. [c.399] Изменяя количество добавляемого стабилизатора, можно получить полимер с желаемы.м молекулярным весо-м. Чем больше стабилизатора добавлено к мономеру, тем меньше будет молекулярный вес полимера. [c.399] Волокнообразующая способность поликапролактама зависит также от его монолитности. Наличие в полимере мелких -пустот (раковин) приводит при плавлении крошки к появлению газообразных пузырьков в расплаве, что является причиной обрывности волокон при формовании и вытягивании волокна. К таким же результатам приводит частичное (налич-ие темных точек) или значительное окисление полимера (продукт темно-коричне- вого цвета). При использовании такого полимера на волокне появляются наплывы и -невытянутые участки. [c.399] Окисление полимера. может быть предотвращено соответствующими условиями полимеризации капролактама, обеспечивающими полную изоляцию реакционной массы от воздействия кислорода воздуха. По этой причине полимеризация ка-лрола-ктама производится в среде азота, содержащего минимальное количество кислорода (не более 0,003%). [c.399] В настоящее время в промышленности поликапролактам получают двумя способами периодическим и н е п р е-р ы в ным. [c.400] Периодический способ получения поликапролактама (иногда его -называют автоклавным) является первым -реализ-ованны.м в промышленности способом получения этого полимера. Несмотря а то, что к настоящему времени этот способ почти утратил свое значение и постепенно вытесняется более прогрессивным — непрерывным процессом, мы приводим краткое описание его, так как на некоторых заводах он еще применяется. [c.400] Расплавленный капролактам передавливают из расплавителя в автоклав азотом под давлением 2—3 ат. [c.401] В процессе передавливания необходимо следить за тем (наблюдая через смотровое стекло), чтобы из расплавителя не был удален весь расплав, так как в горловине выгрузочного штуцера должен оставаться лактам. В противном случае неизбежно попадание азота, загрязненного кислородом, из расплавителя в автоклав. В результате пленка полимера, имеющаяся всегда на стенках автоклава, окисляется и в последующем, попадая в расплав полимера, портит его. [c.401] ИЗОЛЯЦИИ. Более целесообразно для обогрева расплавителя,. фильтров и трубопроводных коммуникаций применять горячую-воду, а не пар, так как в этом случае исключается еозмож-ность местных перегревов и превышения заданной температуры растворения. Продолжительность цикла приготовления одной партии расплава составляет 3—4 ч. [c.402] При непрерывном способе плавления капролактама значительно улучшаются условия работы и повышается производительность труда, так как устраняется необходимость транспортировки мешков с лактамом на верхний этаж химического цеха, и получается более чистый расплав. [c.402] Полимеризация. Автоклав для полимеризации (рис. 122) капролак-та.ма представляет собой вертикальный аппарат из нержавеющей стали с мешалкой или без мешалки в зависимости от объема (до 2,5 без мешалки) с внешней рубашкой 2 и змеевиком 3 для обогрева парами высококп-пящего органического теплоносителя (ВОТ). [c.402] Вернуться к основной статье