PA66抗热氧化技术在聚合工艺中的应用
PA66抗热氧化技术在聚合工艺中的应用
摘要介绍了聚酰胺66树脂的热氧化情况,阐述了常见热稳定剂、抗氧化剂对PA66树脂的作用机理及应用,从原料配方和聚合设备操作两方面分析了PA66树脂固相聚合工业化技术中的抗热氧化技术。
关键词PA666树脂;热降解;热氧化降解;热稳定剂;抗氧剂
中图分类号TQ320.6文献标识码A
前言
PA66树脂自美国DuPont于1935年研制出、1939年实现工业化以来,以其优良的性能而得到了广泛应用,是目前世界上五大工程塑料之一——聚酰胺的主要品种。但是,PA66抗氧化性能差,在聚合、贮存、加工和使用过程中由于受到热、光、氧、重金属离子或机械剪切等作用而发生自动氧化反应和热分解反应而老化。因此,研究PA66的抗热氧化技术具有重要的理论意义和应用价值。由于在有氧和热源共同存在时,材料既有氧化而变色,又有在热能作用下的裂解而性能急剧下降,甚至丧失商品价值和实用价值。而且,氧化加速了整个老化进程,同时又伴随有少量的交联反应发生。因此,聚酰胺的热氧化降解化学过程极其复杂,聚合物不同,降解产物也显著不同,聚酰胺热氧化降解机理只能得出一些定性的概念1,2。针对聚酰胺类材料的热氧化降解情况3-7,研究了PA66树脂工业化聚合生产中应用的主要抗热氧化技术措施。
1PA66树脂的聚合工艺
工业上,一般是将己二胺和己二酸在低温下反应生成PA66盐,然后PA66盐在高温下进行缩聚反应获得PA66树脂的8,通常通过加入醋酸来调节分子量。反应方程式如下:
但是,PA66树脂分子量越高,其熔融流动性越差,聚合工艺的难度则越大。一般采取固相聚合法来获取相对分子质量较高的PA66树脂,它是将相对分子质量较低的树脂在低于其熔点的温度下用惰性气体除去氧气和水分,使树脂发生大分子链接反应,具有反应温度低、副产物少、操作简单、可与干燥同时进行等优点,因而在工业上得到了应用9,10,整个聚合应工艺流程为:
首先将送入浓缩釜内的50%PA66盐溶液加入醋酸、消泡剂等添加剂,用中压蒸汽经再沸器形成自流循环,使PA66盐溶液的浓度达到80%,然后使用氮气将物料压入聚合釜。聚合釜进料结束后,物料经过升温、升压、保压、预聚、减压等步骤进行脱水和熔融聚合后,完成整个缩聚反应过程。聚合物经铸带头进行水下铸带机切粒,得到含水量小于0.5%的分子量相对较低的湿树脂,最后对湿树脂进行干燥和固相聚合过程,则得到含水量在0.9‰以下、分子量较高的干树脂。最后将产品防潮包装后外售。
2聚合工艺中PA66树脂的抗热氧化措施
为276kJ/mol,分子链易于在此处断链;酰胺基中与—NH—相邻的亚甲基上的氢具有一定的活性,在一定的温度下,易与氧反应形成氢过氧化....
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