[go: up one dir, main page]

RU2471816C1 - Method of producing polyamide-6 - Google Patents

Method of producing polyamide-6 Download PDF

Info

Publication number
RU2471816C1
RU2471816C1 RU2012100342/04A RU2012100342A RU2471816C1 RU 2471816 C1 RU2471816 C1 RU 2471816C1 RU 2012100342/04 A RU2012100342/04 A RU 2012100342/04A RU 2012100342 A RU2012100342 A RU 2012100342A RU 2471816 C1 RU2471816 C1 RU 2471816C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
caprolactam
reaction mass
initiator
polyamide
hours
Prior art date
Application number
RU2012100342/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Колобков
Юрий Михайлович Базаров
Лев Николаевич Мизеровский
Валентина Геннадьевна Силантьева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет"
Priority to RU2012100342/04A priority Critical patent/RU2471816C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2471816C1 publication Critical patent/RU2471816C1/en

Links

Landscapes

  • Polyamides (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: present invention relates to a method of producing polyamide-6 by emulsion polymerisation of caprolactam. The method involves preparation of a reaction mass from caprolactam, an initiator and polyethylsiloxane liquid, heating, preliminary ageing, main ageing, cooling and separating the formed granules, the initiator used being 1,6-hexamethylene diamine in amount of 2-4% of the weight of the starting caprolactam; the reaction mass is heated to 210-215°C, and preliminary ageing is carried out for 1-1.5 hours.
EFFECT: high quality of the end product and low power consumption.
1 tbl

Description

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу получения полиамида-6 эмульсионной полимеризацией.The invention relates to the chemical industry, and in particular to a method for producing polyamide-6 by emulsion polymerization.

Уровень техникиState of the art

Производство волокнообразующего полиамида-6 осуществляется (Кларе Г. Синтетические полиамидные волокна / Г.Кларе, Э.Фрицше, Ф.Гребе; под ред. З.А.Роговина; М.: Мир. - 1966 - С.683) в настоящее время с помощью поликонденсации капролактама в расплаве в аппаратах идеального вытеснения.The production of fiber-forming polyamide-6 is carried out (Clare G. Synthetic polyamide fibers / G. Clare, E. Fritzsche, F. Grebe; edited by Z. A. Rogovin; M .: Mir. - 1966 - P.683) at present by means of polycondensation of caprolactam in a melt in devices of ideal displacement.

Получение полиамида-6 включает в себя следующие операции.Obtaining polyamide-6 includes the following operations.

Капролактам из баков хранения (где хранится под азотной подушкой при температуре Т=95°C) насосом через свечевой фильтр подается либо в бак-мешалку, либо в промежуточный бак. Туда же загружается инициатор (1-3,5%), регулятор молекулярной массы (0,5%), свето- и термостабилизаторы. Время перемешивания около сорока минут. Перемешивание осуществляется в среде инертного газа, в качестве которого используется азот с содержанием кислорода не более 0,0005%.Caprolactam from storage tanks (where it is stored under a nitrogen pad at a temperature of T = 95 ° C) is pumped through a candle filter to either the agitator tank or the intermediate tank. The initiator (1-3.5%), the molecular weight regulator (0.5%), and light and heat stabilizers are loaded there. Mixing time about forty minutes. Stirring is carried out in an inert gas medium, in which nitrogen with an oxygen content of not more than 0.0005% is used.

После этого реакционная смесь через фильтр подается в горизонтальный бак, который предназначен для смешения партий реакционной смеси и ее гомогенизации. В горизонтальный бак также подается азот. Из горизонтального бака реакционная смесь подается погружными насосами в дозирующее устройство аппаратов непрерывной полимеризации.After that, the reaction mixture is fed through a filter into a horizontal tank, which is designed to mix batches of the reaction mixture and its homogenization. Nitrogen is also supplied to the horizontal tank. From a horizontal tank, the reaction mixture is supplied by submersible pumps to the metering device of continuous polymerization apparatuses.

Затем реакционная смесь отправляется в аппарат непрерывной полимеризации.Then the reaction mixture is sent to a continuous polymerization apparatus.

Далее реакционная масса поступает на стадию полиамидирования. В зависимости от ассортимента получаемого полиамида-6 используют различные схемы полунепрерывных технологических схем.Next, the reaction mass enters the polyamidation step. Depending on the assortment of the obtained polyamide-6, various schemes of semi-continuous technological schemes are used.

По полунепрерывной технологической схеме расплав полимера из аппарата непрерывной полимеризации поступает на блок напорного высокого давления и подается на литьевую головку, где продавливается через фильеру, образуя струи расплава, которые поступают в ванну с умягченной водой, где охлаждаются и застывают. Температура воды, подаваемой в ванну 20-25°C, отводимой - 25-35°C.According to a semi-continuous technological scheme, the polymer melt from the continuous polymerization apparatus enters the high pressure head unit and is fed to the injection head, where it is forced through the die, forming melt jets that enter the bath with softened water, where they cool and solidify. The temperature of the water supplied to the bath is 20–25 ° C, and the outlet temperature is 25–35 ° C.

Застывшая жилка подается в рубильный станок, где рубится на гранулы, смываемые водой в двухсекционный бункер. Бункер заполняется одновременно и гранулами и водой. После этого гранулы массонасосом подаются в экстрактор для удаления низкомолекулярных соединений путем многократной экстракции гранул горячей водой. Температура воды не ниже 110°C. Время экстракции 4-5 часов.The frozen vein is fed into a chipper, where it is chopped into granules washed with water in a two-section hopper. The hopper is filled simultaneously with granules and water. After this, the granules are pumped to the extractor to remove low molecular weight compounds by repeatedly extracting the granules with hot water. Water temperature not lower than 110 ° C. The extraction time is 4-5 hours.

После экстракции гранулы содержат большое количество воды, которую удаляют сушкой нагретым азотом при температуре 120-140°C. Сушку производят до остаточного содержания влаги в гранулах не более 0,05%. Продолжительность сушки составляет 10-14 часов.After extraction, the granules contain a large amount of water, which is removed by drying with heated nitrogen at a temperature of 120-140 ° C. Drying is carried out to a residual moisture content in granules of not more than 0.05%. The drying time is 10-14 hours.

После экстракции и сушки гранулы имеют относительную вязкость 2,6-3,0, низкомолекулярных соединений 0,5-1,5%.After extraction and drying, the granules have a relative viscosity of 2.6-3.0, low molecular weight compounds of 0.5-1.5%.

Однако этот способ характеризуется очень высокими ресурсо- и энергозатратами.However, this method is characterized by very high resource and energy costs.

Известен способ получения полиамида-6 (Патент РФ 2393176; опубликован 27.06.2010), являющийся наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков. Способ включает следующие операции:A known method of producing polyamide-6 (RF Patent 2393176; published on 06.27.2010), which is the closest to the invention in terms of essential features. The method includes the following operations:

1. Приготовление реакционной массы. В реактор загружают мономер, инициатор, которым является вода, и полиэтилсилоксановую жидкость;1. Preparation of the reaction mass. The monomer, the initiator, which is water, and a polyethylsiloxane liquid are charged into the reactor;

2. Нагрев реакционной массы до 90-100°C. Он продолжается до тех пор, пока не прогреется весь объем реакционной массы;2. Heating the reaction mass to 90-100 ° C. It continues until the entire volume of the reaction mass warms up;

3. Предварительная выдержка при температуре 90-100°C в течение 3-4-х часов для того, чтобы в реакционной массе образовалось необходимое количество концевых групп. Это время называется индукционным периодом.3. Preliminary exposure at a temperature of 90-100 ° C for 3-4 hours so that the required number of end groups are formed in the reaction mass. This time is called the induction period.

4. Последующий нагрев реакционной массы до 210-215°C и включение перемешивающего устройства.4. Subsequent heating of the reaction mass to 210-215 ° C and the inclusion of a mixing device.

5. Основная выдержка при температуре 210-215°C в течение 18-22 часов при перемешивании.5. The main exposure at a temperature of 210-215 ° C for 18-22 hours with stirring.

6. Охлаждение при перемешивании.6. Cooling with stirring.

7. Коагуляция полимера с образованием гранул.7. Coagulation of the polymer with the formation of granules.

8. Отделение гранул полимера от полиэтилсилоксановой жидкости в центрифуге.8. Separation of polymer granules from polyethylsiloxane liquid in a centrifuge.

Однако способ имеет следующие недостатки:However, the method has the following disadvantages:

- Невысокое качество полиамида-6 из-за невозможности гарантированного его получения с волокнообразующими свойствами. Это объясняется тем, что из-за гидрофобности полиэтилсилоксановой жидкости при нагреве вода испаряется, находится в газовой фазе и не работает как инициатор. Так, степень полимеризации полиамида не превышает 50;- The low quality of polyamide-6 due to the impossibility of guaranteed production with fiber-forming properties. This is due to the fact that due to the hydrophobicity of the polyethylsiloxane liquid during heating, water evaporates, is in the gas phase and does not work as an initiator. So, the polymerization degree of polyamide does not exceed 50;

- Значительные энергозатраты из-за длительного индукционного периода - 3-4 часа.- Significant energy consumption due to a long induction period - 3-4 hours.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Изобретательской задачей является поиск способа получения полиамида-6 эмульсионной полимеризацией капролактама, включающего приготовление реакционной массы из капролактама, инициатора и полиэтилсилоксановой жидкости, ее нагрев, предварительную выдержку, основную выдержку, охлаждение и отделение образовавшихся гранул, который позволил бы повысить качество целевого продукта и снизить энергозатраты.An inventive task is to find a method for producing polyamide-6 by emulsion polymerization of caprolactam, which includes preparation of the reaction mixture from caprolactam, initiator and polyethylsiloxane liquid, its heating, preliminary exposure, basic exposure, cooling and separation of the formed granules, which would improve the quality of the target product and reduce energy consumption .

Поставленная задача решена способом получения полиамида-6 эмульсионной полимеризацией капролактама, включающим приготовление реакционной массы из капролактама, инициатора и полиэтилсилоксановой жидкости, ее нагрев, предварительную выдержку, основную выдержку, охлаждение и отделение образовавшихся гранул, в котором в качестве инициатора используют 1,6-гексаметилендиамин в количестве 2-4% от массы исходного капролактама, реакционную массу нагревают до 210-215°C, а предварительную выдержку проводят в течение 1-1,5 ч.The problem is solved by the method of producing polyamide-6 by emulsion polymerization of caprolactam, including the preparation of the reaction mass from caprolactam, initiator and polyethylsiloxane liquid, its heating, preliminary exposure, basic exposure, cooling and separation of the formed granules, in which 1,6-hexamethylene diamine is used as initiator in an amount of 2-4% by weight of the initial caprolactam, the reaction mass is heated to 210-215 ° C, and preliminary exposure is carried out for 1-1.5 hours

Изобретение позволяет получить следующие преимущества:The invention allows to obtain the following advantages:

- повышение качества полиамида-6 за счет гарантированного получения полимера с волокнообразующими свойствами, степенью полимеризации 75-90;- improving the quality of polyamide-6 due to the guaranteed receipt of a polymer with fiber-forming properties, the degree of polymerization of 75-90;

- снижение энергозатрат из-за уменьшения индукционного периода на 50-60% (до 1-1,5 час).- reduction in energy consumption due to a decrease in the induction period by 50-60% (up to 1-1.5 hours).

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретенияInformation confirming the reproducibility of the invention

Для реализации способа используют:To implement the method using:

- в качестве мономера - капролактам - ГОСТ 7850-86;- as a monomer - caprolactam - GOST 7850-86;

- в качестве иммерсионной жидкости - полиэтилсилоксановую жидкость ГОСТ 13004-77;- as immersion liquid - polyethylsiloxane liquid GOST 13004-77;

- 1,6-гексаметилендиамин (Соль АГ) - ТУ-6-03-418-80.- 1,6-hexamethylenediamine (AG salt) - TU-6-03-418-80.

Способ осуществляют путем последовательного проведения следующих стадий:The method is carried out by sequentially carrying out the following stages:

1. Приготовление реакционной массы. В реактор загружают капролактам, 2-4% от взятого капролактама 1,6-гексаметилендиамина (Соль АГ) и полиэтилсилоксановую жидкость при модуле 1:4;1. Preparation of the reaction mass. Caprolactam, 2-4% of the taken caprolactam of 1,6-hexamethylenediamine (AG salt) and polyethylsiloxane liquid with a 1: 4 module are loaded into the reactor;

2. Нагрев реакционной массы до 210-215°C. Он продолжается до тех пор, пока не прогреется весь объем реакционной массы;2. Heating the reaction mass to 210-215 ° C. It continues until the entire volume of the reaction mass warms up;

3. Предварительная выдержка при температуре 210-215°C в течение 1-1,5 часов для того, чтобы в реакционной массе образовалось необходимое количество концевых групп. Это время называется индукционным периодом;3. Pre-exposure at a temperature of 210-215 ° C for 1-1.5 hours so that the required number of end groups are formed in the reaction mass. This time is called the induction period;

4. Основная выдержка при температуре 210-215°C при перемешивании в течение 20-22 часов;4. The main exposure at a temperature of 210-215 ° C with stirring for 20-22 hours;

5. Охлаждение при перемешивании;5. Cooling with stirring;

6. Коагуляция полимера с образованием гранул;6. Coagulation of the polymer with the formation of granules;

7. Отделение гранул полимера от полиэтилсилоксановой жидкости в центрифуге.7. Separation of polymer granules from polyethylsiloxane fluid in a centrifuge.

О волокнообразующей способности полученного полиамида-6 судили по степени полимеризации форполимера, рассчитываемой по известной формуле (Р=100(ηотн-1)) с использованием значения относительной вязкости, определяемой в соответствии с ГОСТ 18249-72.The fiber-forming ability of the obtained polyamide-6 was judged by the degree of polymerization of the prepolymer, calculated according to the well-known formula (P = 100 (η rel -1)) using the value of relative viscosity, determined in accordance with GOST 18249-72.

Свойства полиамида-6, полученного при различных режимах заявленного способа, приведены в таблице.The properties of polyamide-6 obtained in various modes of the claimed method are shown in the table.

Свойства полиамида-6, полученного при различных режимах заявленного способаProperties of polyamide-6 obtained in various modes of the claimed method ТаблицаTable № п/пNo. p / p t, °C реакционной массыt, ° C of the reaction mass ВыдержкаExcerpt Концентрация соли АГ, % мас.The concentration of salt AH,% wt. Степень полимеризацииDegree of polymerization индукционный период, чinduction period, h основная, чmain h 1one 210210 1one 20twenty 22 8383 22 215215 1,51,5 2222 33 8585 33 210210 1one 20twenty 4four 8080 4four 215215 1,51,5 2222 22 9090 55 210210 1one 20twenty 33 8686 66 215215 1,51,5 2222 4four 7575 77 210210 1one 20twenty 22 8888 88 215215 1,51,5 2222 33 8686 99 210210 1one 20twenty 4four 7878

Claims (1)

Способ получения полиамида-6 эмульсионной полимеризацией капролактама, включающий приготовление реакционной массы из капролактама, инициатора и полиэтилсилоксановой жидкости, ее нагрев, предварительную выдержку, основную выдержку, охлаждение и отделение образовавшихся гранул, отличающийся тем, что в качестве инициатора используют 1,6-гексаметилендиамин в количестве 2-4% от массы исходного капролактама, реакционную массу нагревают до 210-215°C, а предварительную выдержку проводят в течение 1-1,5 ч. A method of producing polyamide-6 by emulsion polymerization of caprolactam, comprising preparing the reaction mixture from caprolactam, initiator and polyethylsiloxane liquid, heating it, pre-exposure, basic exposure, cooling and separation of the granules formed, characterized in that 1,6-hexamethylene diamine is used as an initiator the amount of 2-4% by weight of the original caprolactam, the reaction mass is heated to 210-215 ° C, and preliminary exposure is carried out for 1-1.5 hours
RU2012100342/04A 2012-01-10 2012-01-10 Method of producing polyamide-6 RU2471816C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012100342/04A RU2471816C1 (en) 2012-01-10 2012-01-10 Method of producing polyamide-6

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012100342/04A RU2471816C1 (en) 2012-01-10 2012-01-10 Method of producing polyamide-6

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2471816C1 true RU2471816C1 (en) 2013-01-10

Family

ID=48806057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012100342/04A RU2471816C1 (en) 2012-01-10 2012-01-10 Method of producing polyamide-6

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2471816C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU376405A1 (en) * 1971-01-18 1973-04-05 METHOD OF OBTAINING POLY-EY-CAPROAMIDE
SU852890A1 (en) * 1979-08-24 1981-08-07 Предприятие П/Я Р-6925 Method of preparing polycaproamide
EP0462476A1 (en) * 1990-06-21 1991-12-27 BASF Aktiengesellschaft Process of continuous preparation of polycaprolactame regulated amino end groups
KR0174134B1 (en) * 1996-07-10 1999-04-01 김상응 Manufacturing Method of Polyamide 6 by Reaction Extrusion Process
RU2393176C1 (en) * 2009-03-13 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Emulsion polymerisation method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU376405A1 (en) * 1971-01-18 1973-04-05 METHOD OF OBTAINING POLY-EY-CAPROAMIDE
SU852890A1 (en) * 1979-08-24 1981-08-07 Предприятие П/Я Р-6925 Method of preparing polycaproamide
EP0462476A1 (en) * 1990-06-21 1991-12-27 BASF Aktiengesellschaft Process of continuous preparation of polycaprolactame regulated amino end groups
KR0174134B1 (en) * 1996-07-10 1999-04-01 김상응 Manufacturing Method of Polyamide 6 by Reaction Extrusion Process
RU2393176C1 (en) * 2009-03-13 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Emulsion polymerisation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1205774A3 (en) Method of producing polytetramethylenadinamide
KR101672066B1 (en) Process for continuously preparing copolyamides from lactams and salts of diamines and dicarboxylic acids
CN1300219C (en) Method for producing polyamide
KR20180102122A (en) A process for producing a semiaromatic polyamide and a process for producing a semiaromatic polyamide
JP6521951B2 (en) Process for the continuous preparation of polyamide oligomers and process for the preparation of partially crystalline or amorphous, thermoplastically processable polyamides
US4354020A (en) Continuous preparation of polycaprolactam in vertical tubular reactor
JP5633519B2 (en) Method for producing polyamide
KR101601974B1 (en) Process for producing polyamide
RU2471816C1 (en) Method of producing polyamide-6
EP2992042A1 (en) Polyamide casting for producing uniform pellets
TW412551B (en) Preparation of polyamides from one lactam with or without further monomers and customary additives and fillers
RU2471817C1 (en) Method of producing polyamide-6
SU1496636A3 (en) Copolyamide
KR102254369B1 (en) Device for the synthesis of a polymer with extraction of a gaseous substance, comprising a reaction chamber having at least one circular-cylindrical section
KR20150125645A (en) 4-n-(disubstituted)-aminopiperidine derivatives as additives for polyamide moulding materials and use thereof
JPS6026139B2 (en) Polymerization method of ε-caprolactam
US3579483A (en) Epsilon-caprolactam continuous polymerization process
EA013823B1 (en) Process for increasing the molecular weight of a polyamide
JP2018536076A (en) Improved polymer preparation
JP2008081634A (en) Polyamide prepolymer and method for producing polyamide
RU2393176C1 (en) Emulsion polymerisation method
US3846381A (en) Improved process for continuously producing polyhexamethylene adipamide by carrying out water removal step in a formic acid vapor containing atmosphere
TWM505498U (en) Apparatus for batch production of polyamide polymer
TW201512225A (en) Direct injection of additives into autoclaves
CN112940247B (en) Production method and equipment of oil-soluble hyperbranched polyamide amine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150111