RU2471816C1 - Method of producing polyamide-6 - Google Patents
Method of producing polyamide-6 Download PDFInfo
- 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
Links
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 10
- -1 polyethylsiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 10
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Polyamides (AREA)
Abstract
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.
Claims (1)
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)
| 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 |
-
2012
- 2012-01-10 RU RU2012100342/04A patent/RU2471816C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| 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 |