Производство матированной поликапроамидной смолы
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Вµ лактама капролактама, а также поликапролактам с молекулярным весом от 3000 до 14000 г/моль (на основе содержания концевых групп), полученный вышеописанным способом при использовании в качестве лактама капролактама. Кроме того, описывается способ получения высокомолекулярного поликапролактама путем поликонденсации низкомолекулярного поликапролактама, который заключается в том, что поликапролактам с вышеуказанным молекулярным весом подвергают газофазной экстракции и одновременно в твердой фазе дополнительной конденсации при термообработке или экстрагируют водой или метанолом и в твердой фазе подвергают дополнительной конденсации при нагревании [19].
2. Схема технологического процесса: описание и модернизация
2.1 Подготовка капролактама к полиамидированию
Склад жидкого капролактама расiитан на 2-х недельный запас. Жидкий капролактам сливается в баки хранения, которые находятся на открытой площадке СЖК: 4 бака вертикальных вместимостью по 63 м3, 5 баков горизонтальных по 125 м3 каждый.
Баки для хранения капролактама заполняются капролактамом до 90 % своего объема. Температура капролактама в цистерне при сливе (80-95) 0С. С целью предотвращения окисления капролактама в баки подается азот.
2.2 Приготовление реакционной смеси
Капролактам из баков хранения центробежным насосом попадает в аппарат для приготовления реакционной смеси.
Промышленный способ получения поликапроамида (ПКА) путем гидролитической полимеризации ?-капролактама в массе при нагревании в присутствии уксусной кислоты подразумевает использование аминных термостабилизаторов: 2,2-бис (п-фениленаминофенокси) диэтилового эфира или 2-окси-1,3-ди (п-фениламинофенокси) - пропана. Недостатком данного способа является низкая термостабильность ПКА.
С целью повышения термостабильности ПКА настоящим проектом предусмотрена замена аминного термостабилизатора Н-1 на термостабилизирующую композицию на основе полифторированных спирта, а конкретно - 1.1.5-тригидроперфторпентанола [22].
Техническая сущность предлагаемой модернизации заключается в том, что в полимерную систему вводят дополнительно 1.1.5-тригидроперфторпентанола Н (CF2CF2) 2CH2OН (ПФС2) в количестве 0,001 массовых процентов и производные дифениламина в количестве 0,07 массовых процентов. При этом наблюдается синергический эффект системы ПФС2 - уксусная кислота.
Применение в качестве стабилизаторов-модификаторов ПФС2 на стадии гидролитической полимеризации КЛ даже в небольших количествах оказывает влияние в нескольких направлениях:
способствует более глубокой полимеризации;
снижает содержание НМС в расплаве ПКА после литья.
Снижение количества реакционноспособных концевых групп происходит за iет взаимодействия полифторированных сложных эфиров олигомеров с концевыми группами ПКА и увеличения молекулярной массы ПКА.
Доказано, что система ПФС2-УК участвует в первоначальном акте раскрытия ?-лактамного цикла, а концевая полифторированная сложноэфирная группа в олиго - и макромолекулах - в реакции поликонденсации с регенерацией ПФС по схеме:
H [HN (CH2) 5C (O)] nOCH2 (CF2CF2) 2H +H [NH (CH2) 5C (O)] mOH >
> H [HN (CH2) 5C (O)] n [NH (CH2) 5C (O)] mOH + + H (CF2CF2) 2CH2OH
На данный факт указывает повышение вязкости расплава при получении модифицированного ПКА. Способность волокна к термическому разложению оценивалась термостатированием его при температуре 200 0С в течение 2 часов и определением остаточной прочности. Наиболее высокие значения остаточной прочности составили для ПКА, полученного гидролитической полимеризацией с использованием системы ПФС-УК. Эта система позволила получить остаточную прочность 90,7 %. При отсутствии в полимеризационной системе ПФС2 остаточная прочность ПКА волокна снижается до 80,3-81,0 %. Следовательно, стойкость волокна к термическому разложению с использованием системы ПФС-УК в процессе полимеризации ? - КЛ возрастает на 10-11,5 %.
На рисунке 2 представлена схема установки трехстадийного полиамидирования с испарителем-смесителем УТСП ИСТ, имеющая оригинальные конструкторские решения.
1-Поршневой насос10-Поликонденсатор I cтупени2-Статистический смеситель11-Шестеренное выгружное устройство3-Подогреватель 12-Поликонденсатор II cтупени4-Подогреватель 13-Специальное устройство для перемешивания компонентов5-Регулирующий клапан14-Шестеренное выгружное устройство6-Полимеризатор АНП-1215-Нагреватель азота7-Регулирующий клапан16-Нагреватель азота8-Испаритель - смеситель17-Система улавливания НМС9-Теплообменник Рисунок 2 - Технологическая схема каскадного полиамидирования с испарителем-смесителем
Жидкий капролактам, уксусная кислота дистиллированная вода в раiетных количествах через мерник подаются трех-или четырехпозиционными поршневыми насосами (позиция 1) в статический смеситель (позиция 2), который все это смешивает в трубопроводе в течение (15-20) минут. Затем отбирается проба на анализ и, при получении положительного анализа, в аппарат для приготовления реакционной смеси загружается раiетное количество термостабилизирующей композиции.
Полученная смесь с ПФС2 перемешивается в течение (50-60) минут, затем, при поступлении сигнала о нижнем уровне в расходной емкости, с помощью насоса через фильтр передается в расходную емкость.
В статический смеситель постоянно подается азот, который через гидрозатвор выходит в атмосферу. Предусмотрена система контроля уровня в статическом смесителе, а также регистрац