聚酯聚酰胺.ppt

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1、关于聚酯聚酰胺关于聚酯聚酰胺现在学习的是第1页，共44页 能根据需要正能根据需要正确选择生产方法，确选择生产方法，并指导具体生产过并指导具体生产过程，合理确定工艺程，合理确定工艺条件。条件。现在学习的是第2页，共44页一、聚酯的生产一、聚酯的生产v 聚酯是制造聚酯纤维、涂料、薄膜及工程塑料的原料，是由饱和的二元酸与二元醇通过缩聚反应制得的一类线性高分子缩聚物。这类缩聚物的品种随使用原料或中间体而异，故品种繁多数不胜数。但所有品种均有一个共同特点，就是其大分子的各个链节间都是以酯基“COOCOO”相联，所以把这类缩聚物通称为聚酯。以聚酯为基础制得的纤维称为涤纶，是三大合成纤维（涤纶、锦纶、腈纶）

2、之一，是最主要的合成纤维。现在学习的是第3页，共44页棉花、棉花、羊毛、羊毛、蚕丝、蚕丝、麻麻等等 人人造造纤纤维维合合成成纤纤维维现在学习的是第4页，共44页 以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加工而制得的纤维。工而制得的纤维。由合成的高分子化合物加工制成的纤维。根据由合成的高分子化合物加工制成的纤维。根据大分子主链的化学组成，又分为杂链纤维和碳链纤大分子主链的化学组成，又分为杂链纤维和碳链纤维两类。维两类。现在学习的是第5页，共44页（1 1）抗皱性、保形性、耐热性、电绝缘，织物易洗、快干、免熨。）抗皱性、保形性、耐热性、电绝缘，织物易洗、快干、

3、免熨。（2 2）不需混纺，不起球。）不需混纺，不起球。（3 3）染色比锦纶差。）染色比锦纶差。易染色易染色 现在学习的是第6页，共44页 具有较高的拉伸强度和适宜具有较高的拉伸强度和适宜的延伸度。的延伸度。现在学习的是第7页，共44页 饱和的二元酸与二元醇通过缩聚反饱和的二元酸与二元醇通过缩聚反应制得的一类线性高分子缩聚物。应制得的一类线性高分子缩聚物。以聚酯为基础制得的纤维。以聚酯为基础制得的纤维。对苯二甲酸乙二醇酯对苯二甲酸乙二醇酯 （简称（简称PET）现在学习的是第8页，共44页TPADMT环氧乙烷环氧乙烷乙二醇乙二醇现在学习的是第9页，共44页现在学习的是第10页，共44页（酯交换聚酯

4、法）（酯交换聚酯法）是最早（是最早（19531953年）实现工年）实现工业的聚酯路线。工艺技术成熟业的聚酯路线。工艺技术成熟，所以至今在工业生产中仍占，所以至今在工业生产中仍占有相当的地位。有相当的地位。现在学习的是第11页，共44页（1）酯交换路线（酯交换法）将对苯二甲酸二甲酯与乙二醇按1 2.5（摩尔比）比例混合，在醋酸锌、醋酸锰和醋酸钴催化剂的作用下，发生酯交换反应，生成对苯二甲酸双羟乙酯。对苯二甲酸双羟乙酯1、聚酯合成的工艺路线、聚酯合成的工艺路线现在学习的是第12页，共44页（直接酯化聚酯法）（直接酯化聚酯法）消耗定额低，无甲醇回收，生产控消耗定额低，无甲醇回收，生产控制稳定，流程短

5、，投资低等优点，发展迅制稳定，流程短，投资低等优点，发展迅速。目前国内用的比较多。速。目前国内用的比较多。现在学习的是第13页，共44页（2）对苯二甲酸用乙二醇直接酯化路线（直接酯化法）对苯二甲酸双羟乙酯1、聚酯合成的工艺路线、聚酯合成的工艺路线现在学习的是第14页，共44页（环氧乙烷法）（环氧乙烷法）该路线是该路线是19731973年开始工业化生产的。年开始工业化生产的。该路线具有成本低；产物低聚物少，该路线具有成本低；产物低聚物少，容易精制；设备利用率高，辅助设备少等容易精制；设备利用率高，辅助设备少等优点。如采用高纯度的对苯二甲酸和环氧优点。如采用高纯度的对苯二甲酸和环氧乙烷进行反应，其

6、产物可不经过精制就可乙烷进行反应，其产物可不经过精制就可以直接用于缩聚成聚酯。以直接用于缩聚成聚酯。现在学习的是第15页，共44页（3）环氧乙烷直接加成路线（环氧乙烷法）该路线是1973年开始工业化生产的。其反应如下：对苯二甲酸双羟乙酯该反应在饱和低分子脂肪胺或季胺盐存在下，进行极为顺利，该路线具有成本低；产物低聚物少，容易精制；设备利用率高，辅助设备少等优点。1、聚酯合成的工艺路线、聚酯合成的工艺路线现在学习的是第16页，共44页 n HOCH2CH2OHHOCH2CH2COOCCOOCH2CH2OH（n1）Sb2O3HOCH2CH2COOCCOOCH2CH2COOCCOOCH2CH2OH

7、缩聚反应缩聚反应:使反应完全，必须采用真空及强力搅拌，以排出低分子副产物。使反应完全，必须采用真空及强力搅拌，以排出低分子副产物。一般产品的平均相对分子质量不低于一般产品的平均相对分子质量不低于2000020000，用于制造纤维、薄膜的相对，用于制造纤维、薄膜的相对分子质量约为分子质量约为2500025000。现在学习的是第17页，共44页如果采用高纯度的对苯二甲酸和环氧乙烷进行反应，其产物可不经过精制就可以直接用于缩聚成聚酯。其中，酯交换聚酯法和直接酯化聚酯法现在依然是合成聚酯的两大主要工艺路线.酯交换路线是传统的方法，因工艺技术成熟，所以至今在工业生产中仍占有相当的地位。1、聚酯合成的工艺

8、路线、聚酯合成的工艺路线现在学习的是第18页，共44页DMT(液体)乙 二 醇 回 收TPA料仓 EG单批 DMT槽 料仓浆料混合器熔化槽 水分馏塔酯化酯交换甲醇分馏塔预缩聚 中等粘度缩聚 排出蒸汽冷凝 结晶干燥造粒 高粘度的最终反应器 熔融挤压机 结 晶 纺丝长丝加工 成型 固相缩聚中粘度切片料仓高粘度切片料仓 成型 纺丝拉伸 短纤维 织物和工业用丝 薄膜片基 瓶子 容器 塑料帘子线和高强度纱线 成型TPAEGcatDMT(固体)水废乙二醇甲醇废液1、聚酯合成的工艺路线、聚酯合成的工艺路线现在学习的是第19页，共44页直接酯化聚酯路线虽然起步较晚，但与酯交换聚酯路线相比，因具有消耗定额低，乙

9、二醇配料比低，无甲醇回收，生产控制稳定，流程短，投资低等优点，而发展迅速。目前国内引进的聚酯装置多以后者为主，其生产能力1997年就已达到1.52万吨/年。1、聚酯合成的工艺路线、聚酯合成的工艺路线现在学习的是第20页，共44页现在学习的是第21页，共44页 酯交换法连续生产聚酯工艺包括酯交换法连续生产聚酯工艺包括酯交换酯交换、预缩聚、缩聚、预缩聚、缩聚等过程。等过程。现在学习的是第22页，共44页12345678910111213DMTEG催化剂去甲醇贮槽回收EG接 真 空 系统去包装1415现在学习的是第23页，共44页 现在学习的是第24页，共44页现在学习的是第25页，共44页现在学习

10、的是第26页，共44页现在学习的是第27页，共44页现在学习的是第28页，共44页现在学习的是第29页，共44页第五节第五节 锦纶纤维锦纶纤维聚酰胺聚酰胺-1010-1010聚酰胺聚酰胺-6-6聚酰胺聚酰胺-66-66聚酰胺聚酰胺-11-11聚酰胺聚酰胺-12-12聚酰胺聚酰胺-610-610现在学习的是第30页，共44页第五节第五节 锦纶纤维锦纶纤维1聚酰胺聚酰胺-6（锦纶（锦纶-6）的生产）的生产 由已内酰胺或由已内酰胺或-氨基已酸经缩氨基已酸经缩聚反应而制得的合成纤维聚反应而制得的合成纤维现在学习的是第31页，共44页1聚酰胺聚酰胺-6（锦纶（锦纶-6）的生产）的生产主要原料主要原料:生

11、产工艺生产工艺:有常压法、高压法、有常压法、高压法、常减压并用、常减压并用、固相缩聚固相缩聚等等聚酰胺聚酰胺-6现在学习的是第32页，共44页1聚酰胺聚酰胺-6（锦纶（锦纶-6）的生产）的生产将常压法制备树将常压法制备树脂，经苯萃取除脂，经苯萃取除去单体和低分子去单体和低分子物，经回转式真物，经回转式真空干燥鼓，在空干燥鼓，在190190200200下，用下，用高纯度氮气保护高纯度氮气保护进行聚合。进行聚合。现在学习的是第33页，共44页1聚酰胺聚酰胺-66（锦纶（锦纶-66）的生产）的生产 是已二酸与已二胺的缩聚物，是最早是已二酸与已二胺的缩聚物，是最早实现工业生产的聚酰胺品种，也是产量实现

12、工业生产的聚酰胺品种，也是产量最大。最大。NN(CH2)6nOOHHCC(CH2)4现在学习的是第34页，共44页主要原料主要原料:已二酸、已二胺已二酸、已二胺。生产上采用：生产上采用：缩聚反应前，缩聚反应前，先制成盐，再缩聚先制成盐，再缩聚。聚酰胺聚酰胺-661聚酰胺聚酰胺-66（锦纶（锦纶-66）的生产）的生产现在学习的是第35页，共44页v 聚酰胺聚酰胺-66的生产过程主要有：的生产过程主要有：66盐制备、盐制备、66盐的缩聚。盐的缩聚。v 制备制备66盐时，分别将己二胺和己二酸配制成盐时，分别将己二胺和己二酸配制成溶液溶液，然后再混合成，然后再混合成66盐盐溶液，再在适当的条件下缩聚。

13、溶液，再在适当的条件下缩聚。配制成水溶液配制成水溶液，控制反应温度为，控制反应温度为98，可以生产含，可以生产含63%66盐的水溶液，直盐的水溶液，直接用于生产聚酰胺接用于生产聚酰胺-66，收率，收率99.9%，这是最理想的工艺。，这是最理想的工艺。以甲醇为溶剂以甲醇为溶剂，将两种单体分别配制溶液，在，将两种单体分别配制溶液，在6070下搅拌混合，中下搅拌混合，中和成盐，再冷却析出和成盐，再冷却析出66盐，过滤，在盐，过滤，在70下真空干燥，得白色结晶粉末状下真空干燥，得白色结晶粉末状66盐，缩聚时再配制成盐，缩聚时再配制成60%的水溶液。的水溶液。nHOOC（CH2）4COOHnH2N（CH

14、2）6NH2nOOC（CH2）4CO HN（CH2）6NH3+HOOC（CH2）4CO HN（CH2）6NHH（2n1）H2On166盐的制备和缩聚盐的制备和缩聚1现在学习的是第36页，共44页间歇溶液缩聚法连续溶液缩聚法1聚酰胺聚酰胺-66（锦纶（锦纶-66）的生产工艺）的生产工艺2现在学习的是第37页，共44页 将将66盐配制成盐配制成50%60%的水溶液，加入缩聚釜中；同时，的水溶液，加入缩聚釜中；同时，根据产物相对分子质量要求加入相对分子质量调节剂乙酸或已二酸，根据产物相对分子质量要求加入相对分子质量调节剂乙酸或已二酸，如产物相对分子质量为如产物相对分子质量为13000时，加入量为时，

15、加入量为66盐的盐的0.5%（质（质量）；量）；控制反应温度为控制反应温度为230左右，压力左右，压力1.71.8MPa，保压，保压2h左右，左右，进行预缩聚成低相对分子质量的聚合体（注意时间不要太长，太长容易进行预缩聚成低相对分子质量的聚合体（注意时间不要太长，太长容易脱羧）。然后，逐步泄压，排出水蒸气，随着水分的不断排出，温度逐脱羧）。然后，逐步泄压，排出水蒸气，随着水分的不断排出，温度逐步提高、压力逐步下降，从步提高、压力逐步下降，从1.8MPa下降到一定压力时，抽真空使压下降到一定压力时，抽真空使压力达到力达到0.1MPa左右，保持左右，保持45min，温度控制在，温度控制在280以下

16、，防以下，防止热降解，排出水分进行最后缩聚。止热降解，排出水分进行最后缩聚。缩聚反应完成后，将物料压出、铸带、切粒、干燥，得聚酰胺缩聚反应完成后，将物料压出、铸带、切粒、干燥，得聚酰胺-66树脂。该树脂可以作为纺丝或工程塑料的原料。树脂。该树脂可以作为纺丝或工程塑料的原料。间歇溶液缩聚法现在学习的是第38页，共44页1聚酰胺聚酰胺-66（锦纶（锦纶-66）的生产）的生产123456789101112131415固体固体6666盐盐空气空气N2聚酰胺聚酰胺-66-66现在学习的是第39页，共44页 将制备好的将制备好的63%66盐水溶液和相对分子质量盐水溶液和相对分子质量调节剂乙酸和已二酸等，一

17、起加入调节剂乙酸和已二酸等，一起加入静态混合器静态混合器中混中混合；合；然后送入然后送入蒸发反应器蒸发反应器，在温度，在温度232、压力、压力1.8MPa下，保压下，保压3h。然后，将物料送入然后，将物料送入管式反应器管式反应器，温度从，温度从230升升高到高到285，压力从，压力从1.7MPa逐步降至逐步降至0.28MPa左右，反应左右，反应3h。再将物料送入再将物料送入后反应器后反应器，进行后缩聚反应。，进行后缩聚反应。制得的聚合物经挤压铸带、切粒、干燥，得聚酰胺制得的聚合物经挤压铸带、切粒、干燥，得聚酰胺-66树脂。该树脂可以作为纺丝或工程塑料的原料。树脂。该树脂可以作为纺丝或工程塑料的

18、原料。连续溶液缩聚法现在学习的是第40页，共44页1聚酰胺聚酰胺-66（锦纶（锦纶-66）的生产）的生产123456789101010111213141516171819202122236666盐盐蒸发反应器蒸发反应器管式反应器管式反应器现在学习的是第41页，共44页1聚酰胺的纺丝聚酰胺的纺丝 将聚酰胺切成片状颗粒，再进行纺丝；主要包括将聚酰胺切成片状颗粒，再进行纺丝；主要包括纺丝和纤维的后加工两在基本操作过程。纺丝和纤维的后加工两在基本操作过程。纺丝过程包括熔体制备、熔体从喷丝孔挤出、丝纺丝过程包括熔体制备、熔体从喷丝孔挤出、丝条拉伸、冷却固化及丝条上油和卷绕等条拉伸、冷却固化及丝条上油和卷

19、绕等 熔体直接纺丝，该法具有省去铸带、切片、萃熔体直接纺丝，该法具有省去铸带、切片、萃取、熔融等工序和设备，缩短生产周期，提高劳动取、熔融等工序和设备，缩短生产周期，提高劳动生产率，成本低等优点。生产率，成本低等优点。现在学习的是第42页，共44页性能：性能：强韧耐磨、弹性高、质量轻，染色性好，较不易起皱，抗疲劳性强韧耐磨、弹性高、质量轻，染色性好，较不易起皱，抗疲劳性好。吸湿率为好。吸湿率为 3.5%5.0%，在合成纤维中是较大的，吸汗性适当，但容，在合成纤维中是较大的，吸汗性适当，但容易走样。易走样。聚己二酰己二胺纤维（锦纶66，尼龙66）用途：用途：约一半作衣料用，一半用于工业生产。在工业生产应用中，约约一半作衣料用，一半用于工业生产。在工业生产应用中，约1/3 是做轮胎帘子线。尼龙是做轮胎帘子线。尼龙66 的耐热性比尼龙的耐热性比尼龙6 高，做轮胎帘子线很受欢高，做轮胎帘子线很受欢迎。迎。轮胎的一般原材料构成按质量比例为橡胶50、帘子线14、炭黑26、配合剂6、胎圈钢丝5。其中帘子线的纺织品占4.6，钢丝约9。橡胶中天然橡胶27，合成橡胶23。?现在学习的是第43页，共44页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第44页，共44页