Cтраница 4
При получении поликапроамида по окончании полимеризации е-капролактама в системе образуется нек-рое равновесное для данной темп-ры количество низкомолекулярных соединений ( ок. Присутствие их в полимере затрудняет текстильную переработку волокна и отрицательно сказывается на потребительских свойствах готовых изделий. В связи с этим гранулят полимера перед сушкой подвергается демономеризации путем водной обработки при повышенных темп - pax. С этой же целью вакуумируют расплав полимера или обрабатывают его перегретым водяным паром или азотом, чтобы волокно содержало не более 3 % низкомолекул. [46]
После экстрагирования гранулят, содержащий около 1 % НМС, направляют на сушку, которая обычно проводится в вакуум-барабанных сушилках. В этом случае операция удаления влаги из полимера совмещается с частичной демономеризацией и деполимеризацией полиамида. Несмотря на некоторые нерешенные вопросы, указанное предложение заслуживает особого внимания. [47]
Полимеризация акрилонитрила в растворе роданида натрия и последующее формование волокна из получаемых концентрированных растворов полимера осуществлены по непрерывной схеме в производственных условиях в СССР, Англии, Польше и Югославии. Основными преимуществами этого метода полимеризации и сополимеризации акрилонитрила в растворе являются высокая скорость процесса ( 1 5 - 2 ч при конверсии мономера 50 - 70 %) и низкая токсичность вследствие малой летучести. Однако, как уже указывалось выше, в прядильном растворе после демономеризации остается 0 2 - 0 3 % от массы раствора акрилонитрила, который, выделяясь на прядильной машине, обусловливает повышенную вредность условий труда и необходимость капсуляции прядильной машины. Кроме того, как показывает опыт работы, растворы по-лиакрилонитрила в - роданистых солях вызывают заболевание кожи - дерматит. Для однозначного выяснения вопроса о вредности работы при использовании прядильных растворов в этом растворителе необходимы специальные исследования. [48]
Путем полимеризации производятся полиакрил-нитрильные ( нитрон), поливинилхлоридные ( хлорин), фтор содержащие ( полифен, фторлан) волокна. На основе процесса поликонденсации происходит синтез полиамидных ( капрон, анид) и полиэфирных ( лавсан) волокон. В химических цехах производится загрузка материалов, фильтрация, синтез полимеров, демономеризация. В качестве основного оборудования применяются расплавители, растворители, смесители, фильтры, реакторы, рубильные машины, сушила. [49]
Метод непрерывной полимеризации и формования волокна капрон применяется в производственных условиях при получении штапельного волокна и кордной нити. Этот же метод может быть использован и при получении текстильной нити, при формовании которой количество расплава, подаваемого в единицу времени на прядильную машину, значительно меньше. Так как время пребывания крошки в экструдере не превышает 5 мин, то и без демономеризации в фильеру поступает расплав поликапроамида, содержащий только 1 5 - 2 % низкомолекулярных фракций. В этом случае промывка полученной текстильной нити также является излишней. [50]
Наиболее удобным и простым оказался способ удаления НМС из расплава полиамида, который непрерывно течет по вертикальной поверхности. Полимеризация капролактама проводится в аппарате под давлением, при этом используется форполнмеризатор. Далее полимер подвергается предварительной вакуумной демономеризации, а затем деполимеризации и гомогенизации в аппарате, работающем при атмосферном давлении. Демономе-ризованный расплав по трубопроводам подается к прядильной машине. Показана возможность сокращения некоторых стадий описанного технологического процесса. В частности, можно исключить двойное вакуумирование расплава полимера, так как оно не дает ожидаемого эффекта и приводит к дополнительным потерям капролактама и увеличивает возможность окисления поликапроамида, а количество НМС в полимере при его транспортировке к прядильной машине увеличивается в 1 5 раза. Указанные недостатки во многом усложняют обслуживание установки, отрицательно сказываются на ее экономических показателях и качестве готовой продукции. [51]
Наряду с созданием непрерывных поточных линий был несколько модифицирован и периодический способ. Вместо обычных вакуум-барабанных сушилок применяется сушка в псевдоожиженном слое, что позволяет значительно интенсифицировать процесс сушки крошки. Предложены [26] методы обработки полиамидной крошки в атмосфере азота при температуре около 200 С. Это позволяет совместить операцию удаления влаги с демономеризацией и деполимеризацией полимера. Наиболее сложным вопросом, возникающим при применении высокотемпературных методов сушки, является обеспечение усло-вий, исключающих окисление крошки. В противном случае даже следы кислорода вызывают пожелтение и окисление полиамида. [52]
Испарение мономеров из водного раствора легко осуществляется при атмосферном давлении или под некоторым вакуумом. При атмосферном давлении отгонка происходит при температуре около 100 С, а при вакууме 150 мм рт. ст. - при 80 С. Изменение температуры демономеризации отражается на растворимости и степени белизны полимера, которые понижаются при увеличении температуры. Поэтому отгонка под вакуумом позволяет получать полимер несколько лучшего качества, однако это улучшение невелико, и поэтому многие заводы предпочитают проводить демономеризацию при атмосферном давлении, что технически проще. [53]
Для устранения указанного недостатка советские исследователи предложили [86] каталитически разлагать олигомеры до капролактама. Для этого пары отсасываемых низкомолекулярных фракций, содержащие 2 - 10 % циклических олигомеров, направляют в вакуум-аппарат, заполненный гранулированным катализатором. Разложение олигомеров происходит при 240 - 280 С и остаточном давлении 2 - 5 мм рт. ст. ( 266 6 - 666 5 Па) в течение 0 5 - 1 мин. Из вакуум-аппарата пары отогнанного капролактама поступают на конденсацию. Полученный 98 % - ный капролактам направляется на ректификацию. Введение дополнительного аппарата заметно не усложняет систему демономеризации поликапроамида. [54]