PA66的生产方法
尼龙66由己二酸与己二胺缩聚而成,其生产工艺主要包括单体合成、尼龙66盐制备、缩聚三步。
单体合成
1)己二酸可通过苯酚法、环己烷法、丙烯腈二聚法制备。
苯酚法以苯酚为原料,以雷尼镍为催化剂,在140~150℃、2~3MPa压力下将环己醇加氢,然后在铜或钒催化剂存在下,用60%~65%硝酸在55~60℃下氧化为己二酸,反应式如下:
环己烷法以环己烷为原料,在钴环己烷或硼酸催化剂存在下,通入空气使液相加压生成环己酮和环己醇混合物,再在45~60℃下用60%硝酸氧化为己二酸,反应式如下:
丙烯腈二聚法以丙烯腈为原料,经电解还原进行二聚,生成己二腈,然后在稀硫酸水溶液中加热水解,得到己二酸,其反应式如下:
2)己二胺的制备主要有己二酸法、丁二烯法。
己二酸法以己二酸为原料,在磷酸三丁酯等脱水催化剂存在下,于280~300℃进行氨化脱水得到己二腈,然后在雷尼镍催化剂存在下,于90℃、2.8MPa压力下,在醋酸中加氢制得己二胺。其反应式如下:
丁二烯法是先将丁二烯氯化,生成二氯丁烯异构体的混合物,然后在酸性水溶液中用氢氰酸或氰化钠进行氰化,生成二氰基丁烯异构体,再用氢氧化钠处理,使全部异构体转化为1,4-二氰基丁烯-2,精制后,用钯碳作催化剂,在300℃下加氢生成己二胺。反应式如下:
尼龙66盐的制备
由二元酸与二元胺制备尼龙时,需要严格控制原料配比为等摩尔比,才能得到分子量较高的聚合物。因此,生产中必须将己二酸与己二胺混合,制成尼龙66盐。尼龙66盐的制备是将己二胺的乙醇溶液与己二酸的乙醇溶液在60℃以上搅拌混合,中和成盐、沉淀、过滤、酒精洗涤、干燥,最后配制成63%左右的水溶液进行缩聚。反应式如下:
缩聚
尼龙66盐的缩聚反应需要在高温下进行,同时伴随水分的除去,才能生成线性高分子量的尼龙66。其反应式如下:
生产工艺有间歇法和连续法两种,连续法适用于大规模生产,世界上尼龙66的生产主要采用连续法,间歇法只用于两种情况:一是生产专用或实验级;二是在生产能力在4500吨以下的小型装置中。