一种尼龙65盐熔融聚合制备可纺丝尼龙65的方法技术

本发明专利技术公开了一种尼龙65盐熔融聚合制备可纺丝尼龙65的方法，包括以下步骤：以专利（CN108285532B）所公布方法合成的尼龙65盐置入常压反应容器中，通入惰性气体以使体系隔绝氧气，将体系温度从室温以一定升温速率升高至预聚合温度（尼龙65盐熔点温度以上），使固体盐熔融，保温反应一定时间后，升温至聚合温度（尼龙65熔点温度附近），再反应一定时间，便得到尼龙65，并对其熔点、特性粘度、数均分子量以及所纺丝性能进行了系统测定。此法常压操作、装置简单，所得产品形貌较好，且能根据不同的合成条件获得不同分子量的产品，易于注塑成型和静电纺丝，适合于由短链羧酸、短链胺等聚合单体得到的尼龙盐制备相应的尼龙。得到的尼龙盐制备相应的尼龙。

【技术实现步骤摘要】
一种尼龙65盐熔融聚合制备可纺丝尼龙65的方法


[0001]本专利技术属于高分子材料合成
，涉及一种尼龙65盐生产尼龙65的制备方法。

技术介绍

[0002]尼龙(英文名：Nylon)，聚酰胺(Polyamide，简称PA)树脂的俗称，是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂的总称。自尼龙产品问世以来，发展至今已有80多年，由于尼龙家族庞大的品种，使得尼龙产品有着令诸如无机纤维、陶瓷和金属难以媲美的各种性能优势，而极其广泛的应用于医疗、汽车、机械、电子电气、日用品、纺织、建筑、食品、国防军事、航空航天、石油化工等领域。在医疗方面，尼龙以出色的机械强度、柔韧性、耐磨性以及耐溶剂、油和体液，应用于包括牙科缝合材料，伤口敷料，导管和血管成形术球囊，透析膜和多孔骨支架，经过适当的表面改性后可改善组织作为生物材料的性能；在汽车方面，尼龙以出色的强度、模量、刚度、可加工性、轻质量和低摩擦性，广泛用于汽车发动机及周边部件，包括轴承、配件、齿轮、油箱盖、制动管路、进气歧管、风扇叶片、仪表板、油门踏板、刹车软管、轮胎帘线等；在机械方面，尼龙以非常好的机械和热性能，可作为金属衬套、皮带轮、螺母、螺栓的良好替代品；在电子电气方面，尼龙应用于制作光盘、传感器、储存元件、发光二极管、移动电话和笔记本等芯片载体、手机的侧边壳材料等；在日用品方面，尼龙可以用于制作牙刷、发刷、油漆刷、胶带、地毯、运动器材等；在纺织方面，尼龙可用于制作服装、袜子、皮带和编织物、防水帐篷、绳索、钓鱼线、船舶系泊绳以及渔网等；在建筑方面，尼龙可用作混凝土的增强材料，可与混合以促进道路材料发展；在食品方面，尼龙可用于制作食品包装；在国防军事方面，尼龙可用于制作电缆、光缆、和电线的护套及表面涂覆，无人机，防弹衣，降落伞等；在航空航天方面，尼龙可用于制作飞机耐热的各种内部零件(包括机舱、门把手、操纵杆)和连接器、尾翼、天线罩、轮胎，火箭的内部零件和电池槽，卫星包覆层等；在石油化工方面，尼龙可制作实验仪器仪表，石油、燃油管道等。随着经济全球化，尼龙系列产品的需求也正在急剧增加，同时随着全球环境治理要求的提升，使得尼龙的合成更趋向绿色、经济和环保的方向发展。
[0003]工业上通过将石油衍生的苯催化加氢得到的环己烯氧化得到环己醇，再在铜或钒催化下与硝酸反应制得己二酸。生产过程中产生的副产物戊二酸(62.8wt％)和丁二酸(25.2wt％)与己二酸粗分离后剩余的部分(12.0wt％)被称为混合二元酸(DBA)。每生产1吨己二酸会产生约60kg的DBA。曾经的工业上普遍采用焚烧法处理DBA，既造成了原料的浪费也大大增加了环境的污染。且DBA中的戊二酸市场价格约为5万元/吨，具有极高的经济价值。王训遒等采用溶解结晶法从混合二元酸中分离提纯得到了质量分数高达99.99％的戊二酸，且生产成本低于1万元/吨，为其下游应用奠定了基础。
[0004]现有技术已成功合成了质量分数高达99.5％尼龙65盐，并以专利CN108285532B公布了合成过程。
[0005]Naoya Ogata等使用微球法研究各种聚酰胺的亲和性基团(氢键)在医学上对人体
血小板的粘附性。并得出尼龙65对血小板具有一定的粘附性，扩大了尼龙65材料在生物医学方面的应用。王博等选择低分子量的尼龙65作为固化剂，通过将调节配方中各原料和添加剂的配比制备出具有阻燃性和抗老化性性强、渗透性好的双组分环氧电子灌封硅胶进行改性，改性之后的硅胶固化速度以及化学稳定性均有所提升，增加了其在电子零部件方面的应用。
[0006]由静电纺丝法制得的纳米级纤维无纺布尼龙，由于其孔隙率高、比表面积法、纤维精细程度与均一性高、长径比大等优点，在生物医用、传感器感知膜、过滤阻隔材料和透明增强材料等方面得到了广泛的应用。目前国内外还没有关于尼龙65在静电纺丝方面研究的报道，通过对尼龙65在此方面的研究，使其产品更加功能化。
[0007]与尼龙66和尼龙56一样，尼龙65有差不多等同的耐热性和耐腐蚀性。关于尼龙65的合成方法，目前国内外大多采用界面聚合法，即采用戊二酰氯与1,6
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己二胺反应制得，而此法工序复杂，操作较困难，且环境污染较大，难以应用于工业生产；也有采用固相聚合法将生物法合成的戊二酸与己二胺合成尼龙65，此法需要将预聚合反应得到的尼龙65固体取出压碎后再加入至反应器内反应，操作复杂，产品质量难以控制，也无法实现工业化生产。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种尼龙65盐熔融聚合制备可纺丝尼龙65的方法，并对其纺丝性能进行测试，该方法常压操作、装置简单，制备过程经济环保，拓宽了尼龙65的应用范围。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]一种尼龙65盐熔融聚合制备可纺丝尼龙65的方法，包括以下步骤：
[0011](1)将尼龙65盐置于常压反应容器中，以一定流量通入惰性气体使反应体系隔绝氧气，并将体系温度从室温以一定升温速率升高至预聚合温度(尼龙65盐熔点温度以上)，使固体盐熔融，并保温反应一定时间；
[0012](2)以一定流量通入惰性气体并在一定升温速率下使反应体系从预聚合温度升至聚合温度(尼龙65熔点温度附近)，并保温反应一定时间，得到可纺丝尼龙65。
[0013]进一步，所述的惰性气体为氮气、氦气、氩气或氖气的一种或多种。
[0014]进一步，所述步骤(1)和(2)中，保温反应时以80～250r
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‑1的恒定速率搅拌。
[0015]进一步，所述步骤(1)中，预聚合温度为160～200℃。
[0016]进一步，所述步骤(1)和(2)中，反应升温速率为0.5～3.0℃
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‑1。
[0017]进一步，所述步骤(1)中，预聚合温度下保温反应时间为0.5～5h。
[0018]进一步，所述步骤(2)中，聚合温度为220～260℃。
[0019]进一步，所述步骤(2)中，聚合温度下保温反应时间为0.5～5h。
[0020]进一步，所述惰性气体流量在室温至预聚合温度下的流量为1
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10mL/min，仅为满足使反应体系隔绝氧气；在预聚合至聚合温度阶段的流量为20
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60mL/min，在使反应体系隔绝氧气的同时，也将反应生成的小分子量副产物及时脱除。
[0021]本专利技术中的尼龙65盐是采用专利CN108285532B公布的方法合成的尼龙65盐。
[0022]本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提出一套以尼龙65盐熔融聚合制备可纺丝尼龙65的工艺条件和方法。(2)将尼龙65盐在预聚合温度下保温反应一定时间，因预聚合温度低于
己二胺沸点(204
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205℃)，能有效的防止因己二胺在高温下挥发而影响聚合物的品质：因为尼龙65盐是严格按照戊二酸与己二胺等摩尔比合成，若己二胺在盐预聚合阶段发生挥发，则会严重影响后续聚合，从而影响本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种尼龙65盐熔融聚合制备可纺丝尼龙65的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将尼龙65盐置于常压反应容器中，以一定流量通入惰性气体使反应体系隔绝氧气，并将体系温度从室温以一定升温速率升高至预聚合温度，使固体盐熔融，并保温反应一定时间；（2）继续以一定流量通入惰性气体并在一定升温速率下使反应体系从预聚合温度升至聚合温度，并保温反应一定时间，得到可纺丝尼龙65。2.根据权利要求1所述的尼龙65盐熔融聚合制备可纺丝尼龙65的制备方法，其特征在于：所述的惰性气体为氮气、氦气、氩气或氖气的一种或多种。3.根据权利要求1所述的尼龙65盐熔融聚合制备可纺丝尼龙65的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）和（2）中，保温反应时以80~250 r
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‑1的恒定速率搅拌。4.根据权利要求1所述的尼龙65盐熔融聚合制备可纺丝尼龙65的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，预聚合温度为160~200℃。5.根据权利要求1所述的尼龙65盐熔融聚合制备可纺丝尼龙65的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王训遒，张雷，石晓华，高智城，左岳，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：