【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废旧聚酰胺回收再利用领域，涉及一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法。
技术介绍
1、聚酰胺6由于其高强高韧、耐磨、吸湿性好等优点而成为应用最为广泛的聚酰胺品种之一，在工程塑料和纤维纺织领域表现出众。在聚酰胺6制品生产过程中，气泡或杂质的存在会引起制品性能的下降，尤其是纤维应用中，该影响尤其严重，这就要求聚酰胺6熔体中的热水可萃取物含量需要低于2wt％，但是己内酰胺水解聚合的转化率在90％左右，因此聚酰胺6切片中残留有10wt％左右的热水可萃取物(含有己内酰胺及其低聚物)，这将对聚酰胺6的加工产生极大的影响，因此需要对聚酰胺6切片进行萃取处理，这大大增加了聚酰胺6的生产成本。
2、为了简化萃取流程，聚酰胺6在聚合过程中即实现热水可萃取物的脱除是解决方案之一。在不影响聚酰胺6熔体强度的前提下，提高聚酰胺6熔体的流动性，这将有利于热水可萃取物的脱除，flory通过缩聚反应合成得到的四臂和八臂星形结构聚合物与具有相同相对分子量的线性聚酰胺6相比，前者具有熔融黏度小和流动动力学体积小等特点，因此支化聚酰胺6可以满足解决聚酰胺6熔体脱挥的要求。
3、上述问题在废旧聚酰胺6回收过程中同样存在，因此利用支化方案制备一种高流动性再生聚酰胺6对废旧聚酰胺6的回收具有十分重要的意义。
4、cn115466386a公开一种改性聚酰胺-6、改性聚酰胺-6制品及其制备方法和应用，该技术将聚酰胺-6和扩链剂(具备3个以上环氧基且分子量小于500)以质量比100:0.1～5熔融混合反应后，制备得到特
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，对废旧聚酰胺6进行水解处理，得到低聚聚酰胺6后，将低聚聚酰胺6与支化剂进行支化反应，即得高流动性再生聚酰胺6；
4、对废旧聚酰胺6进行水解处理时，水的总加入量的计算公式如下：
5、m0(h2o)＝m(h2o)+m(gash2o)；
6、
7、
8、式中，m0(h2o)为水的总加入量，g；m(h2o)为根据化学反应平衡所得需要添加的水的质量，g；m(gas h2o)为水解条件下反应容器中气态水的质量，g；m(pa6)为废旧聚酰胺6的质量，g；mn(pa6)为废旧聚酰胺6的数均分子量，g/mol；n为废旧聚酰胺6的平均聚合度；x为低聚聚酰胺6的理论平均聚合度；ρt(gas h2o)为水解反应温度下气态水的密度，g/cm3；v0为反应容器的体积，cm3；ρt(pa6)为水解反应温度下聚酰胺6的密度，g/cm3；ρt(liquidh2o)为水解反应温度下液态水的密度，g/cm3；
9、低聚聚酰胺6的数均分子量为2000～5000g/mol。
10、本专利技术通过少量水的添加实现聚酰胺6水解产物分子量的控制，该方法是基于对聚酰胺6水解过程的研究以及反应平衡来设计的；聚酰胺6在水解过程可以分为三个阶段，第一阶段是聚酰胺6水解为具有一定分子量的低聚聚酰胺6，这一阶段极少产生己内酰胺及其水溶性的低聚物，第二阶段为上述低聚聚酰胺6继续水解为更低分子量的低聚聚酰胺6，同时己内酰胺及其水溶性的低聚物开始产生，第三阶段为低聚聚酰胺6分子链基本保持不变，己内酰胺及其水溶性的低聚物产生速度激增，直至水解至己内酰胺的反应达到平衡；然后基于图1的反应，每产生n/x mol平均聚合度为x的低聚聚酰胺6，就要消耗1mol平均聚合度为n的废旧聚酰胺6和n/x mol的水，根据化学平衡可以得知废旧聚酰胺6恰好完全反应时得到平均聚合度为x的低聚聚酰胺6时，理论上废旧聚酰胺6与水的摩尔比x/n，废旧聚酰胺6的摩尔数用m(pa6)/mn(pa6)表示，水的摩尔数用m(h2o)/m(h2o)，m(h2o)＝18g/mol，即[m(pa6)/mn(pa6)]/[m(h2o)/m(h2o)]＝x/n，移项之后即可得到废旧聚酰胺6与水的理论质量比为水解条件下水会因为气化形成气态水提供反应体系的压力，因此上述公式所得的水会有一部分成为气态水而无法参与液相中的水解反应，因此需要通过补加该部分气态水来弥补因反应温度而损失的水解用水，气态水质量可以由物理学基本公式：物体质量＝物体密度×物体体积计算得到，反应温度时水的饱和蒸气的密度可以查询相关手册得到，而蒸气所占有的体积则可以通过容器体积减去废旧聚酰胺6和液态水的体积即可近似得到，废旧聚酰胺6和液态水的体积可以通过其质量与反应温度下的密度得到；
11、本专利技术通过压力的改变实现水解产物和水的分离，在水解阶段时，反应容器处于密封状态，由于水的添加量多于该温度下水的汽化的质量，所以反应容器中的水处于液气混合状态，当水解完成后，反应容器降至常压，并保持在常压状态，在该温度下水会不断以气态状态脱离体系，从而实现水跟水解产物的分离。
12、目前进行聚酰胺6支化研究的较少，并多以支化剂和己内酰胺同时加入的方式进行反应，未见低聚聚酰胺6作为支化单元与支化剂反应的研究。本专利技术研究发现，数均分子量为2000～5000g/mol的低聚聚酰胺6由于其分子链较短，黏度较低，端基能够与支化剂进行充分接触发生支化反应。
13、低聚聚酰胺6的数均分子量不宜过高，否则一方面会影响低聚聚酰胺6与支化剂的充分接触，不利于支化剂与低聚聚酰胺6分子链端基的反应，另一方面不利于废旧聚酰胺6分子量的均化，即废旧聚酰胺6中分子量较高的那一部分和较低的那一部分依然存在差距；采用数均分子量大于5000g/mol的低聚聚酰胺6与支化剂所制备的再生聚酰胺6与采用数均分子量为2000～5000g/mol的低聚聚酰胺6与支化剂所制备的再生聚酰胺6相比，在260℃、2160g负载下的mi更低、热水可萃取率更高、环状二聚体含量更高、pdi更高；
14、低聚聚酰胺6的数均分子量不宜过低，否则一方面会造成能源浪费，废旧聚酰胺6的化学回收产物可以分为三类：己内酰胺(聚酰胺6的单体)、低聚聚酰胺6、低聚聚酰胺6的衍生物(如用醇回收得到的即为酰胺酯类物质)，若是废旧聚酰胺6依然要用于再生聚酰胺6，则回收至低聚聚酰胺6是最节约能量的一种方式，因为其较为充分的保留了初次聚合所消耗的能量以用于再生聚酰胺6，另一方面有悖于本专利技术的初衷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，对废旧聚酰胺6进行水解处理，得到低聚聚酰胺6后，将低聚聚酰胺6与支化剂进行支化反应，即得高流动性再生聚酰胺6；
2.根据权利要求1所述的一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，对废旧聚酰胺6进行水解处理，得到低聚聚酰胺6的具体过程为：将废旧聚酰胺6与水在反应容器中混合后，在搅拌和氮气或惰性气体保护条件下，于240～260℃水解反应1～3h后，泄压至绝对压力为101KPa，即得低聚聚酰胺6。
3.根据权利要求2所述的一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，搅拌的转速为100～300rpm。
4.根据权利要求1所述的一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，支化剂的质量为废旧聚酰胺6质量的1～5％。
5.根据权利要求1所述的一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，支化剂为均苯三甲酸、均苯三甲酰氯、二苯基甲烷三异氰酸酯、三氨基乙基胺、四羧酸环己酮、乙二胺四乙酸、星形聚乙烯亚胺和赖氨酸中的一
6.根据权利要求1所述的一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，将低聚聚酰胺6与支化剂进行支化反应的具体步骤为：
7.根据权利要求6所述的一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，步骤(a)中，搅拌的转速为600～1000rpm。
8.根据权利要求6所述的一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，步骤(b)中，搅拌的转速为800～1200rpm。
9.根据权利要求1所述的一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，高流动性再生聚酰胺6的熔点为218～222℃，数均分子量为14000～30000g/mol，PDI为1.60～1.70，热水可萃取率为1.0～1.2wt％，环状二聚体含量为0.1～0.5wt％，在260℃、2160g负载下的MI为40～45g/10min。
...【技术特征摘要】
1.一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，对废旧聚酰胺6进行水解处理，得到低聚聚酰胺6后，将低聚聚酰胺6与支化剂进行支化反应，即得高流动性再生聚酰胺6；
2.根据权利要求1所述的一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，对废旧聚酰胺6进行水解处理，得到低聚聚酰胺6的具体过程为：将废旧聚酰胺6与水在反应容器中混合后，在搅拌和氮气或惰性气体保护条件下，于240～260℃水解反应1～3h后，泄压至绝对压力为101kpa，即得低聚聚酰胺6。
3.根据权利要求2所述的一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，搅拌的转速为100～300rpm。
4.根据权利要求1所述的一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，支化剂的质量为废旧聚酰胺6质量的1～5％。
5.根据权利要求1所述的一种由废旧聚酰胺6制备高流动性再生聚酰胺6的方法，其特征在于，支化剂为均苯三甲酸、均苯三甲酰氯、二...
【专利技术属性】
技术研发人员：王朝生，孟成真，张圣明，吉鹏，吴宇豪，王荣凯，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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