ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение поликапроамида в аппаратах непрерывной полимеризации (АНП) из "Полиамидные волокна" В настоящее время аппараты АНП стали основным оборудованием для получения поликапроамида. Они применяются при всех трех схемах производства капроновой нити периодическом, периодически-со-кращенном и непрерывном процессе получения капронового волокна. [c.83] При периодическом способе стадии те же, что и на рис. 3.1. Основное принципиальное отличие процесса получения поликапроамида в трубах НП от автоклавного способа заключается в том, что реакция проводится при атмосферном давлении. Труба НП представляет собой аппарат идеального вытеснения , поэтому полимеризуемая масса непрерывно перемещается от входа к выходу из аппарата, проходя различные зоны обогрева, и по достижении требуемой молекулярной массы полимер непрерывно выводится из зоны реакции. Поскольку процесс полимеризации проводится без давления, первая стадия реакции — раскрытие лактамного цикла без добавок специальных активаторов— проходит очень медленно. Добавки таких активаторов, как соли диаминов и дикарбоновых кислот или аминокарбоновых кислот, резко ускоряют реакцию и позволяют заканчивать весь процесс за время, которое сравнимо с продолжительностью автоклавного способа. [c.83] При проведении процесса с добавками активаторов кинетика полимеризации капролактама имеет свои особенности. [c.83] Ход реакции полимеризации капролактама в присутствии различных добавок активатора — соли АГ представлен на рис. 3.2 [9]. [c.83] Применение органических кислот, не способных к реакциям сополимеризации или сополиконденсации, предпочтительнее в том отношении, что они одновременно являются активаторами и стабилизаторами молекулярной массы. Так, на основании данных приведенной таблицы можио сделать вывод, что при применении адипиновой или азелаиновой кислоты с добавлением 0,2% воды обеспечивается получение полимера с нужными свойствами. Уксусная кислота не может применяться в трубах НП, так как она будет частично улетучиваться. [c.85] АНП наблюдается на участке, который по длине соответствует двум калибрам сечения трубы. При наличии решетки или колосников постоянное температурное поле устанавливается раньше. Однако и в этом случае распределение температур по сечению аппарата параболическое, что создает нежелательный градиент температур, влияющий на скорость реакции и на молекулярную диффузию капролактама и низкомолекулярных соединений в продольном и поперечном направлениях. [c.86] Совместное интегрирование этого уравнения и системы уравнений, пр ИЬеденной выше, позволило получить кривую конверсии капролактама и распределение температур вдоль аппарата (рис. З.б), а также смоделировать аппарат при определенных начальных условиях. [c.88] Изучение аппаратов непрерывной полимеризации как объекта оптимизации по критериям качества. полимера (вязкости я содержания в нем низкомолекулярных соединений) описано в работе [17]. [c.89] Двустадийный метод получения поликапроамида реализован на ряде предприятий, однако данных о его тех-нико-экономических преимуществах до настоящего времени нет. [c.90] Все это сильно затрудняет автоматическое регулирование процесса. По-видимому, требуемая точность регулирования может быть обеспечена только при использовании импульсных систем [14]. Был отмечен такой парадоксальный факт, как более высокая неравномерность свойств полимера, получаемого в трубах НП, по сравнению со свойствам.и полимера, полученного в автоклаве. В работе [18] было показано, что в зависимости от времени выдерживания колебания относительной вязкости полимера в аппаратах НП составляют 0,05 единицы, а содержание концевых аминогрупп равно 1,96 (м1г-экв)/г, в то время как полиамид, получаемый в автоклавах, в зависимости от продолжительности выдержки имел лишь незначительные колебания по вязкости и числу концевых групп. Относительная вязкость после 12 ч составляла 2,28, а после 15 ч — 2,31. [c.90] Эти незначительные колебания вполне допустимы в производственных условиях. [c.90] В связи с этим предложено большое число аппаратов различных конструкций, отличающихся по форме и технологическим схемам. По последнему признаку аппараты НП можно разбить па две группы аппараты с вертикальным движением расплава сверху вниз и аппараты с измененным направлением движения расплава. [c.91] В аппарат предварительной полимеризации можно вводить матирующие средства (двуокись титана), красители и другие добавки, поскольку он снабжен мешалкой, а реакционная среда характеризуется не очень высокой вязкостью. [c.91] В межтрубное пространство, где он поднимается снизу вверх, затем стекает внутри трубок вниз, собирается в болоте и выходит через спускной штуцер (рис. 3.11). [c.92] Наряду с аппаратами НП, работающими при атмосферном давлении, применяются аппараты, работающие под давлением. [c.93] Наиболее рациональным конструктивным решением, по-видимому, является сочетание аппарата, работающего под давлением, с трубами Н(П, работающими при атмосферном давлении. В этом случае в первом аппарате получают предполимеризат, который в трубах НП доводится до кондиционного состояния. При такой конструктивной схеме достигается значительное увеличение производительности установки, поскольку в аппарате, работающем под давлением, расплав полимера с относительной вязкостью не иже 1,6—1,8 можно получить за 1 ч, а дополнительная полимеризация до конечной вязкости достигается за 5—8 ч. Советские иссле(ДОватели [20] построили математическую модель такого процесса и нашли условия его оптимизации, которые обеспечивают получение полимера с относительной вязкостью 3,0 и содержанием иизкамолекулярных соединений 2,0—2,5% за 3—4 ч. В качестве инициатора процесса была взята вода, а регулятора молекулярной массы— адипиновая кислота. В ряде патентов рекомендуются установки, в которых объединены аппараты, работающие под давлением и под вакуумом. [c.94] Вернуться к основной статье