[实用新型]用于制造聚酰胺颗粒的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于利用真空预浇铸制造聚酰胺颗粒的装置。 

背景技术

具有重复酰胺单元之间至少85％的脂肪族键的特殊种类的脂肪族聚酰胺称为尼龙聚酰胺。已知这些脂肪族聚酰胺源自二元羧酸和其它形成酰胺的二元羧酸的衍生物，如酸酐、酰胺、酰卤、半酯、二酯，并且通常与伯胺或仲胺进行化学反应。更具体地，已知由诸如二羧酸和二胺之类的单体所形成的脂肪族聚酰胺聚合物是由伯或仲二胺(每个氮原子至少与一个氢相连接的二胺)与二羧酸或形成酰胺的二元羧酸的衍生物的反应来获得的。反应流程图的例子如下所示： 

其中R和R'表示二价烃基，而n表示重复单元的数目和水分子的数目。 

源自一分子的各个二酸和二胺的聚合物的“结构单元”均以各自的基团，R和R'中碳原子的数目来命名。因此，源自六亚甲基-1,6-二胺和己二酸的聚酰胺是“尼龙6,6”(聚己二酰己二胺)。 

成纤聚酰胺可以通过在缩合聚合反应条件下(一般在180℃到300℃)加热基本上等摩尔量的二胺和二羧酸或二元羧酸的形成酰胺的衍生物的来制备。该产品具有能够达到足够高的分子量的成纤特性。 

一种给定的聚酰胺的特性可以在相当大的范围内变化，并且可以取决于分子量。在某种程度上，该聚酰胺的特性受其末端基团的性质的影响，该末端基团反过来取决于过量使用的反应物、二胺或二酸。 

成纤聚酰胺的两个特征涉及其高熔点和低溶解度。由简单类型的胺和酸所制得的那些几乎总是不透明的熔融固体或者在一个相当确定的温度下变成透明的。在低于其熔点的温度下，成纤聚酰胺用X射线检测时一般提供尖锐的X-射线晶体粉末衍射图，大规模状态下晶体结构的明确证据。这些聚酰胺的密度通常在1.0和1.2之间，更具体地，尼龙6,6的密度目前被认为是1.14克/厘米³。 

和其他缩聚产物一样，聚酰胺一般包括具有非常相似的结构的独立单元。这些独立单元的平均粒径，聚合物的平均分子量，在一定范围内受到刻意控制。聚合反应在进一步进行后，获得的平均分子量(以及特性粘度)会较高。 

如果反应物完全是等摩尔量使用，聚合反应和加热，均在允许挥发性产物逸出的条件下持续很长一段时间，则能够获得具有极高分子量的聚酰胺。然而，如果任一反应物使用过量，那么聚合反应进行到某一点上并且基本停止。在聚合反应终止的时间点可以取决于过量使用的二胺或二元酸(或衍生物)的量。 

一种用于制备聚酰胺的简便的技术包括：通过在液体中混合大约化学等当量的二胺和二羧酸来制备盐，该液体可以通过选择为产物盐的不良溶剂。如果需要，通过从合适的溶剂中结晶可以将从液体中分离的盐可以被纯化。这些二胺-二羧酸盐是结晶的并有固定熔点。它们可溶于水，并可以方便地从某些醇及醇-水混合物中结晶。 

从二胺-二羧酸盐制备成纤聚酰胺可以以许多方式来进行。该盐可以在不使用溶剂或稀释剂、在使允许除去反应中生成的水的条件下被加热到反应温度(180℃至300℃)。 

在用于造丝及其它形状的物体前，可能需要将聚酰胺置于减压下，例如，一个相当于50到300毫米汞柱(67至400毫巴)的绝对压力下。这可以很方便地做到，在使聚合物固化前，通过排空制备聚酰胺的反应容器。 

一般而言，在上述聚酰胺形成过程中不添加催化剂是必需的。然而，已知某些含磷的材料，例如金属膦酸盐和磷酸盐，已知可以起到一定程度的催化作用。使用外加催化剂有时为制备高分子量的材料带来额外的优势。 

大多数线性缩合聚合物，聚酰胺的商业化制备，一般涉及加热单体原料以造成聚合物逐步缩合。该工艺通常分几个阶段进行，同时通过脱除挥发成分来形成低分子量、低粘度聚合物液体的中间体。在各种真空度和停留时间和温度下处理低分子量、低粘度聚合物液体以使得聚合物达到所期望的最终分子量和粘度。 

尽管所期望的最终分子量和粘度一般都能够实现，但是在浇铸过程中缩短反应时间并获得一致均匀的聚合材料则可能会出现问题。因而，开发并利用各种技术来更高效地制造聚合材料并具有改善的均一性，这将是本领域中的进步。 

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