Капролактам температура полимеризации

Полимеризацию капролактама ведут на тех же заводах, которые производят синтетические волокна. Капролактам перед полимеризацией расплавляют. Для предотвращения окисления лактама процесс полимеризации, протекающий при 15—16 ат и температуре около 260° С, проводят в атмосфере азота. Образовавшийся в результате полимеризации капролактама полимер застывает в белую роговидную массу, которую затем измельчают и обрабатывают водой при повышенной температуре для извлечения непрореагировавшего мономера и образовавшихся димеров и тримеров. [c.416]

Технический капролактам, предназначенный для производства волокна, представляет собой белое кристаллическое вещество. Капролактам упаковывают в полиэтиленовые или бумажные мещки весом по 30 кг. Склады для хранения капролактама должны быть сухими и теплыми. Подготовка капролактама к полимеризации заключается в очистке его от механических примесей и внесении необходимых добавок. Для проведения этих операций капролактам расплавляют. Полимеризация капролактама происходит только при высокой температуре и в присутствии активаторов — воды, уксусной кислоты, соли АГ или др-Поликапролактам при высокой температуре очень чувствителен к воздействию кислорода и другим химически активным веществам. Предотвращение окисления полимера на всех стадиях технологического процесса осуществляют путем защиты всего производственного оборудования негорючим газом—азотом с содержанием в нем кислорода не более 0,003—0,0005%. По условиям [c.137]

Поскольку полимеризация при температуре ниже температуры плавления поликапроамида протекает с высокой скоростью до достижения равновесия, можно получать твердые изделия из поликапроамида непосредственно в процессе полимеризации, помещая твердый капролактам в обогреваемые формы и проводя полимеризацию в адиабатических условиях. Проведение процесса в адиабатических условиях возможно благодаря тому, что теплота полимеризации составляет в этом случае всего 3,2 ккалЫоль (по сравнению с 15—20 ккал/моль при полимеризации виниловых мономеров). Поэтому температура в системе может повыситься не более чем на 50—60°. Начальную температуру полимеризации рекомендуется применять не ниже 150°, так как при более низкой температуре растворимость образующегося полиамида в капролактаме слишком мала, что может привести к выпадению в осадок низкомолекулярных продуктов реакции. Так, например, при 75° образуются полиамиды со средней степенью полимеризации, равной 10. [c.289]

Ряд указанных недостатков может быть устранен при так называемом крашении в массе, т. е. путем введения красителя в полимер на любой стадии его получения или при формовании волокна. Наиболее рациональным является введение красителей в капролактам перед полимеризацией. Однако при этом сильно сужается ассортимент красителей, так как большинство из них разлагается при длительном воздействии высокой температуры и восстановительной среды полиамида. Кроме того, возникают трудности с выпуском широкой гаммы окрасок, так как полиамид производится на крупнотоннажных аппаратах непрерывного действия и переводить их с выпуска полимера одного цвета на другой практически невозможно. Поэтому наряду с изложенным существуют и другие методы введения красителя в массу полимера [c.106]

Чистота е-капролактама является важнейшим фактором. Наличие влаги в е-капролактаме в сильной степени препятствует полимеризации вследствие разложения катализатора в ее присутствии. Поэтому перед полимеризацией е-капролактам тщательно высушивают путем барботирования через него инертного газа при температуре выше 100°С или под вакуумом. С увеличением количества катализатора скорость полимеризации возрастает, однако показатели физико-механических свойств полимера значительно ухудшаются уменьшается и его выход. Оптимальная концентрация каталитической системы равна 0,6 мол. % (от количества е-капролактама) при эквимольном соотношении компонентов. [c.82]

Затем ОТГОНЯЮТ капролактам (120—125°, 5—10 мм рт. ст.). Выход капролактама составляет 80—90% от теоретического по циклогексаноноксиму. Для получения более чистого продукта, необходимого для последующей полимеризации, его подвергают повторной перегонке. Чистый лактам получается в виде снежно-белой массы с плавл = 70 , кип = 139 (при 12 мм рт. ст.), очень легко растворим в воде (до 80% при обычной температуре) и в органических растворителях. [c.692]

Германе показал, что хорошо очищенный капролактам не полимеризуется в течение длительного времени при 250 °С даже в присутствии органических кислот или оснований. Однако добавление соли АГ или других соединений, способных выделять при повышенных температурах воду, может значительно ускорять реакцию, приводящую к полимеризации капролактама. Общепринятый механизм этого процесс. состоит из трех стадий. [c.47]

Катализаторами анионной полимеризации капролактама являются минеральные кислоты. Однако большинство кислот не может быть использовано для этой цели ввиду того, что прн высоких температурах в результате действия кислоты могут окисляться или разлагаться мономер или полимер (азотная и серная кислоты) или резко возрастает летучесть кислоты (например, соляной). Практический интерес может представлять только фосфорная кпслота. В присутствии небольших количеств этой кислоты (0,2—0,5%) капролактам иолимеризуется достаточно быстро ирп нормальном давлении. Этот метод активации процесса полимеризации капролактама начинает получать в последнее время практическое ирименение-. [c.35]

Другой метод состоит в том, что к отходам найлона или перлона в автоклаве добавляют воду , расплавляют при повышенной температуре или деполимеризуют, и полученный мономер снова подвергают полимеризации. Наконец, имеется также возможность путем кислотного или щелочного гидролиза" при повышенной температуре перевести отходы в исходные мономеры, т. е. капролактам, адипиновую кислоту и гексаметилендиамин. [c.327]

Капролактам полимеризуется в присутствии воды при нагревании, образуя полиамид. Молекулярный вес образующегося полимера тем больше, чем ниже температура и чем меньшее количество воды взято в качестве активатора процесса. Полимеризацию капролактама можно проводить в присутствии солей щелочных и щелочноземельных металлов, металлического натрия, а также моно- и дикарбоновых кислот и их солей с диаминами. [c.157]

Ниже приводится описание технологических схем полимеризации 8-капролактама при атмосферном давлении и под давлением. Технологическая схема непрерывного процесса полимеризации е-капролактама при атмосферном давлении представлена на рис. 13. При осуществлении процесса по этой схеме, являющейся классической, предусмотрена эвакуация НМС из гранулята. Распыленный в расплавителе 1 е-капролактам периодически подается в бак-мешалку 2, где он смешивается с активатором и стабилизатором. Тщательно перемешанный расплав поступает затем в бак 3, откуда непрерывно подается в аппарат полимеризации 6 через фильтры 4 и дозирующее устройство 5. Для обогрева используют горячую воду с температурой 95—100°С, подаваемую в нагревательные рубашки. Дозирующее устройство 5 позволяет в случае получения окрашенного или матированного полимера производить автоматическую подачу раствора красителя или суспензии мати- [c.52]

С (обычно спустя 8—10 ч после загрузки твердого вещества) расплавитель разгружают. Разгрузка производится насосом 2 либо давлением сжатого азота. Через фильтр 1 расплавленный е-капролактам поступает на установку полимеризации. Фильтр, насос, трубопроводы е-капролактама, а также арматура, установленная на них, обогреваются горячей водой во избежание застывания последнего и образования пробки. Температура обогревающей [c.60]

Итак, в автоклаве при температуре 260°С и давлении 15—16 атмосфер происходит реакция полимеризации. Без давления не обойтись, оно-нужно, чтобы вода не испарилась. Через 16—18 часов смола готова и ее в расплавленном состоянии выдавливают в ванну с холодной водой. Капрон теперь уже не похож на капролактам, о это еще и не шелк. Ленты капрона измельчают на кусочки длиной 4—5 миллиметров и направляют [c.114]

Для непрерывной полимеризации е-капролактама применяют прямоточные вертикальные трубчатые реакторы внутренним диаметром 0,2—0,8 м, высотой 5—12 м и объемом до 2 и и-образные реакторы, работающие по принципу сообщающихся сосудов. Продолжительность процесса в них составляет 5—6 ч. В первую секцию и-образного реактора, нагретого до 240— 250 °С, загружают расплавленный капролактам вместе с активаторами— водой и солью АГ при температуре 75—90 °С (рис. 2.12). Для уменьшения продольного перемешивания рас- [c.30]

К лактаму добавляют 10% воды и ведут полимеризацию при высокой температуре, проводя периодическую сдувку пара. Этот способ характеризуется большей продолжительностью, чем предыдущий, однако он значительно проще в отношении контроля процесса и у.меньшения вероятности возникновения местных перегревов, приводящих к порче материала на ранних стадиях процесса. Следует отметить, что при нагревании капролактам, так же как и е-аминокапроновая кислота, превращается в полиамид. [c.302]

Определение состава сополимеров а-пирролидона и е-капролактама на различной глубине превращения показало [83], что а-пирролидон на начальных стадиях процесса полимеризуется с большей скоростью, чем е-капролактам. Авторы объясняют это более кислым характером а-лирролидона, который поэтому с большей скоростью реагирует с щелочным катализатором. Сополимеры а-пиперидона с -е-каиро- [актамом на ранних ступенях сополимеризации также обогащены звеньями а-пиперидона [135, 139]. Это обогащение выражено тем резче, чем ниже температура полимеризации оно также объясняется более кислым характером а-пиперидона по сравнению с е-капролактамом. Действительно, при определении состава смеси калиевых солей -пиперидона и е-капролактама, полученной при реакции калия с экви-мольной смесью лактамов, было обнаружено, что эта смесь в значительной степени обогащена солью а-пиперидона (в соотношении 1 10). Поскольку механизм анионной полимеризации лактамов предполагает участие соли (в виде анионов лактама), сополимеры иа первых стадиях оказываются обогащенными звеньями а-пиперидона. Из опытных данных следует, что при дальнейшем течении процесса содержание этих звеньев в сополимере резко снижается и в составе сополимерных макромолекул все более начинают преобладать звенья е-капролактама. [c.61]

Полиамидное волокно капрон получается из смолы капрон, исходным сырьем для которой служит лактам е-амино-капроновой кислоты—капролактам. Последний вырабатывается в виде белого порошка из фенола, бензола или циклогексана. Капролактам расплавляют и растворяют. В растворитель добавляют 5—10% от массы лактама дистиллированной воды, играющей роль активатора реакции полимеризации, и вводят около 1% уксусной кислоты в качестве стабилизатора, регулирующего молекулярную массу полимера. Затем раствор фильтруется и подается на полимеризацию в стальной автоклав. Процесс полимеризации осуществляется в атмосфере чистого азота при 250°С, 1,5 МПа в течение 10—11 ч. При высокой температуре вода раскрывает кольцо капролактама с образованием сперва в-аминоканроновой кислоты, а затем поликапролактама (капрон) с=о [c.212]

Однако и нри соблюдении эквимолекулярности в соотношении компонентов молекулярный вес полученных при ноликонденсации полиамидов весьма далек от теоретически возможного молекулярного веса, так как рост цепей ограничивается обратными процессами деструкции. В результате получают полиамиды молекулярного веса в пределах 15000—25000. Получение полимеров из е-капролактама не сопровождается выделением низкомолекулярных продуктов. 3. А. Роговин, И. Л. Кнунянц и другие авторы [73] считают, что е-капролактам в присутствии воды (действующей как катализатор) при температуре 230° подвергается полимеризации по типу реакции ступенчатой полимеризации [c.697]

Интересной особенностью полимеризации с раскрытием циклов является связь между ра.чмером циклов и способностью его к полимеризации. Капролактам — соединение с семичленным циклом — легко полимеризуется при высокой температуре с анионными катализаторами. Бутиролактам — соединение с пятичленным циклом — полимеризуется также анионными катализаторами, но только при низкой температуре при температуре выше 60—80° в присутствии катализатора полимер превращается в мономер. Валеролактам — соединение с шестичленным цн1 ло.м настолько стабилен, что до сих пор не удалось найти удовлетворительных методов его полимеризации. [c.286]

Методика, описанная для получения поликапролактама, очень проста, так как не требует специальной аппаратуры и запаянных систем и дает полимер с молекулярно-весовым распределением по Флори. Гидролитическая полимеризация е-капролактама под давлением и каталитическая полимеризация в вакууми-рованных запаянных ампулах с использованием солей щелочных или щелочноземельных металлов в качестве катализаторов описана в [10]. В последнем случае образуется полимер, молекулярный вес которого уменьшается при продолжительном нагревании 11]. Поликапролактам высокой вязкости можно получить за очень короткое время по реакции с гидридом щелочного металла в качестве катализатора, однако и в этом случае наблюдается снижение вязкости с увеличением продолжительности реакции и изменение начального молекулярно-весового распределения [12]. Капролактам может полимеризоваться по анионному механизму в присутствии имидов и при относительно низких температурах, но при этом образуется продукт с нечетким молекулярно-весовым распределением [13]. Была осуществлена негидролитическая полимеризация капролактама с кислотным катализатором в ва- [c.18]

Капролактам (лактам е-аминокапроновой кислоты)—белое кристаллическое вещество с температурой плавления 69,2 °С — был синтезирован О. Валлахом в 1899 г. из пимелиновой кислоты./На протяжении последующих десятилетий это соединение представляло интерес исключительно для лабораторных исследований и- не имело никакого практического значения. Отношение к капролакта-му изменилось после того, как в 1938 г. немецкий химик П. Шлак провел его полимеризацию и установил, что из расплава полимера (п0 ликапр0амида) можно получать застывающие при охлаждении гибкие нити, которые вытягиваются до толщины, составляющей доли миллиметра. Тем самым было найдено новое исходное вещество для получения полиамидных волокон, впервые синтезированных У. Карозерсом в 1935 г. на основе АГ-соли — производного адипиновой кислоты и гексаметилендиамина. [c.5]

Периодическая полимеризация капролактама гароводится в автоклавах из нержавеющей стали емкостью до 2J5 м обогрева ых дииилом — высокотемпературным органическим теплоносителем В нагретый до 90 "С жидкий капролактам вводят активатор и регулятор и подают смесь в автснслав Затем повышают температуру до 256 3 43, проводят полимеризацию, после чего при медленном снижении давления удаляют из расплава поликапроамида пары воды Общая продолжительность работы автоклава составляет 14— 16 ч [c.13]

Полимеризация лактамов [61, 62], протекающая с раскрытием цикла, осуществляется под действием ионных инициаторов. В результате полимеризации образуются линейные полиамиды. Как и в случае лактонов, способность мономеров к полимеризации существенно зависит от числа членов в цикле, от числа и расположения заместителей [63]. Пятичленный лактам (у-бутиролактам) полимеризуется по анионному механизму при низких температурах однако образующийся полиамид вновь деполимеризуется в присутствии инициаторов при 60—80°С с образованием мономера [64]. Соответствующий шестичленный лактам (б-валеролактам) также способен полимеризоваться [63]. Семичленный лактам (е-капролактам) может полимеризоваться по катионному, а также по анионному механизмам с образованием высокомолекулярных полиамидов. [c.167]

Большой успех достигнут известным чешским ученым Вихтерле и сотр. [342, 357] при изучении щелочной полимеризации е-капролактама. Применяя в качестве инициатора полимеризации натрий капролактам и ацетилкапролактам, Вихтерле [344] нашел, что с этой системой катализаторов полимеризация протекает весьма быстро при температуре 200° С и ниже и приводит к образованию полимера, содержащего менее 2% мономера [342, 344]. На этом основании им создан процесс изготовления крупных деталей машин путем полимеризации е-капролактама в формах без применения давления [344]. В подробном обзоре Вихтерле и сотрудни- [c.78]

Вычислены истинные теплоемкости, а также температуры и теплоты плавления а-пирролидона, а-пиперидона, е-капролакта-ма и ь-энантолактама. Изменение изобарно-изотермического потенциала в реакциях полимеризации лактамов при 298 и 16° К равно соответственно +3,5 0,9 и +0,7 0,7 —3,3 0,45 и —6,9 0,4 ккал. Эти результаты объясняют различную способность изученных лактамов к полимеризации [c.181]

Капролактам загружают в вертикальный бак — расплавитель, снабженный паровой рубашкой. К расплавленному капролактаму Добавляют 5—10% воды и около 0,5—1% уксусной кислоты, которая служит стабилизатором, ограничивающим чрезмерное увеличение молекулярного веса полимера. Смесь капролактама с водой и уксусной кислотой фильтруют через свечные фильтры и направляют в автоклав. В автоклаве ка пролактам полимеризуется при температуре около 260° и давлении 15—16 ат. Полимеризация продолжается 16—18 час. По окончании процесса выделившуюся воду (или метиловый спирт при синтезе смолы терилен) отгоняют, после чего в автоклаве остается расплавленная масса полимера. Во избежание окисления расплавленных смол все процессы проводят в атмосфере азота (содержание кислорода не должно превышать 0,001%). [c.446]

Разновидностью поликапроамида является капролон, который получают полимеризацией капролактама -в открытых формах в присутствии катализаторов при температуре ниже температуры плавления полимера. Катализатором служит едкий натр или натриевые соли органических кислот, а сокатализатором — Н-ацетил-капролактам. Капролон отличается от поликапроамида более высокими механическими показателями и более низким водопогло-щением. [c.18]

Принципиальная технологическая схема плавления и непрерывной полимеризации капролактама показана на рис. 28. Капролактам загружают из мешков в бункер и шнеком под за-ш,итой азота подают в расплавитель 1, обогреваемый водяны.м 1аром или водой, нагретой до 90°С. Давление в аппарате 3 ата. Температура не должна быть свыше 90°С, иначе вода будет испаряться и возможно окисление капролактама. Расплавленный капролактам передавливают из раоплавителя через фильтр 2 в [c.138]

При получении щелочной соли капролактама под действием-гидроокиси или алкоголята щелочного металла необходимо из реакционной среды удалить низкомолекулярные продукты реакции, в частности воду или спирт, так как водород в амидной группе капролактама имеет примерно ту же кислотность, что и в воде или спирте. Особенность действия щелочей заключается в том, что даже при кратковременном контакте с капролактамом они образуют соли аминокапроновой кислоты. Поэтому быстрая полимеризация капролактама под действием щелочей может протекать до получения высокомолекулярных продуктов только тогда, когда из реакционной среды будет удаляться образующаяся вода. В связи с этим щелочи вводят в расплавленный капролактам при температуре кипения последнего либо сопровождают процесс продувкой инертным газом (азотом). [c.21]

Твердый е-капролактам освобождается на столике загрузочного устройства 1 (рис. 21) от тары и подается в бункер 2. Из бункера с помощью шнека 3, приводимого в движение электродвигателем через вариатор и редуктор, е-капролактам непрерывно поступает в расплавитель 4. Во избежание образования в бункере сводов при слеживании е-капролактама его непрерывно перемешивают ворошителем. Для интенсификации процесса плавления капролактама в расплавителе масса непрерывно перемешивается якорной мешалкой. Расплавитель обогревается горячей водой с температурой 95—100 °С. Расплавленный е-капролактам по переливному штуцеру поступает в расплавосборник 5, откуда непрерывно подается центробежным насосом 7 через сетчатый фильтр 8 в расплаво-провод установок непрерывной полимеризации. Избыток расплавленного е-капролактама сливается обратно в расплавосборник. Для предотвращения попадания в насос крупных частиц, которые могут привести к выходу насоса из строя, перед последним устанавливается ловушка 6 с корзиной из перфорированной стали. Обогрев расплавопровода, фильтра, ловушки, насоса и расплаво-сборника осуществляется горячей водой с температурой 95—100 °С. Чтобы избежать окисления е-капролактама, в шнек, расплавитель и расплавосборник подается азот под давлением, несколько превышающим атмосферное (на 200 Па). [c.63]

Расплавленный е-капролактам подается в аппарат при температуре 80—90 °С. Температура в аппарате поддерживается в следующих пределах в верхней секции— 230—240 °С, в средней — 265 2 °С, в нижней — 245 2 °С. При таком распределении температур уменьшается возможность конвективного перемешивания расплава и достигается интенсификация процесса полимеризации. Снижение температуры расплава в конце процесса позволяет уменьшить содержание низкомолекулярных соединений в расплаве. Продолжительность полимеризации в аппарате такого типа составляет 20—24 ч. Все детали, соприкасающиеся с е-капролактамом и продуктами полимеризации, выполняются из нержавеющей стали марки Х18Н10Т. [c.90]

Как уже отмечалось выше, при полимеризации капролактама в равновесии с полимером находятся капролактам и низкомолекулярные соединения. Количество этих веществ в полимеризате зависит от температуры реакции и остаточного содержания применявшихся активаторов или катализаторов процесса. Зависимость равновесия в системе поликапроамид—НМС от температуры реакционной массы для случая гидролитической полимеризации приведена на рис. 53. Содержание НМС и мономера в поликапроамиде, синтезируемом по способу анионной полимеризации при температуре реакции ниже температуры его плавления (менее 180°С), составляет всего 2—4% (рис. 54), что меньше обычного. Поскольку готовые изделия при таком способе полимеризации получают непосредственно в формах (процесс идет очень быстро), отпадает надобность в последующем расплавлении поликапроамида. Следовательно, содержание НМС в полимере возрастает так же, как при формовании после расплавления. Содержание НМС в поликапроамиде невелико и отпадает необходимость в их удалении. [c.145]

В процессе полимеризации выделяется вода, пары которой, выходя из колонны, увлекают за собой и пары капролактама. Смесь паров поступает в теплообменники 6, в которых капролактам конденсируется и стекает обратно в колонну, а вода собирается в сборнике 7. Расплавленный полимер из колонны поступает под давлением в фильеру, откуда выдавливается через щель на холодную поверхность поливочного карабана 8 (или в ванну с холодной проточной водой), где охлаждается и в виде лент или жгутов с помощью направляющих 9 и тянущих 10 валков поступает на измельчение в резательный станок 11. Крошка полимера собирается в бункере 12, а затем поступает в промыватель-экстрактор 13, в котором промывается горячей водой для удаления капролактама и низкотемпературных примесей. Высушивают крошку в вакуум-сушиль-ных аппаратах 14 при температуре не выше 125—130°С до содержания влаги 0,1 %. [c.276]

Одной из интересных особенностей реакции гидролитической полимеризации лактамов, так же как и других гетероциклов, является то, что способность их к полимеризации резко изменяется в зависимости от числа метиленовых групп в цикле и введения в цикл заместителя. Если ограничиться рассмотрением циклов с числом членов в цикле не более чем восемь, то, как правило, мене склонными к полимеризации являются мало напряженные 5- и 6-членные циклы, а более напряженные 7- и 8-членные циклы полимеризуются практически полностью. Так, например, 7-членный е-капролактам и восьмичленный -энантолактам в присутетвии небольшого количества воды (1—2% вес.) в интервале температур 200—240° легко полимеризуются, пятичленный лактам а-пирролидон и шестичленный лактам а-пиперидон в тех же условиях не полимеризуются вовсе. [c.194]

Метод получения полиамидов полимеризацией под давлением основан на фундаментальных исследованиях Карозерса. В этом случае исходные мономеры, используемые для синтеза полиамидов, например соли диаминов и дикарбоновых кислот, (о-аминокарбоно-вые кислоты или капролактам (в виде водного раствора, содержащего 8—40% воды), вводят в отсутствие кислорода воздуха в автоклав, обычно изготовляемый из жароупорной нержавеющей стали. Содержимое автоклава затем нагревают до температуры, на 20—40° превышающей температуру плавления соответствующего полиамида. Вследствие наличия в системе воды в автоклаве возникает избыточное давление, которое поддерживают в течение необходимого времени на уровне 10—25 ати, производя, если необходимо, периодическую сдувку пара. По достижении требуемой температуры реакционной системы спускают избыточное давление и содержимое автоклава в зависимости от состава исходных мономеров выдержи- [c.92]

Принцип непрерывной полимеризации при атмосферном давлении мономеров, образующих полиамиды, характеризуется, по определению Людевига, тем, что один или несколько мономеров, из которых синтезируют полиамид, в твердом, растворенном или, при применении капролактама, в расплавленном состоянии непрерывно вводят через дозирующие устройства в нагретую до высокой температуры трубу, в которой в присутствии соответствующих веществ и без применения повышенного или пониженного давления осуществляется процесс полимеризации или поликонденсации. По достижении требуемого молекулярного веса образовавшийся полимер непрерывно удаляют из реакционной трубы и перерабатывают обычным способом в волокна, щетину, пленку и т. д. [3]. Основанием для применения этого способа полимеризации капролактама был факт, установленный Людевигом в 1939 г. в присутствии небольших количеств соединений, отщепляющих при поликонденсации воду, например со-аминокарбоновых кислот или солей диаминов и дикарбоновых кислот ( активаторов ), из капролактама в течение нескольких часов при нормальном давлении может быть получен высокомолекулярный полиамид, пригодный для формования из него волокна. При большей продолжительности реакции капролактам может [c.94]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология