ПОЛИКАПРОАМИД, СВОЙСТВА, ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

AUTOMATED CONTROL SYSTEM TECHNOLOGICAL PROCESS OF ETHYLENE GLYCOL PRODUCTION

Almaz Kadyrov

undergraduate, Department of Automation Systems and Technological Process Control, Kazan National Research Technological University,

Russia, Kazan

Valeriy Kuzmin

Candidate of Engineering Sciences, Docent of ASTPC departament, Kazan National Research Technological University,

Russia, Kazan

АННОТАЦИЯ

В статье описывается свойства поликапроамида, его области применения, исходное сырье и способы получения.

Поликапроамид, также называемый полиамидом, термопластичный полимер, получаемый путем гидролитического полиамидирования капролактама. Полиамиды представляют очень важный по своему практическому значению класс высокомолекулярных соединений.

Полиамиды благодаря ценному комплексу потребительских свойств – прочность, эластичность, устойчивость к истиранию – находят широкое применение в промышленности. Основная часть полиамидов, получаемых промышленным способом, используется при производстве полиамидных волокон, находящих все более широкое применение в технике и быту. Полиамиды легко перерабатываются в пластические массы различными методами: литьем, прессованием, вальцеванием, экструзией.

ABSTRACT

The article describes the properties of polycaproamide, its fields of application, raw materials and methods of production.

Polycaproamide, also called polyamide, is a thermoplastic polymer obtained by hydrolytic polyamidation of caprolactam. Polyamides represent a very important class of high molecular weight compounds in terms of their practical value.

Due to their valuable complex of consumer properties - strength, elasticity, abrasion resistance, polyamides are widely used in industry. The main part of industrial polyamides is used in the production of polyamide fibers, which are increasingly used in technology and everyday life. Polyamides are easily processed into plastics by various methods: casting, pressing, rolling, and extrusion.

Ключевые слова: полиамид, поликапроамид, капролактам.

Keywords: polyamide, polycaproamide, caprolactam.

Впервые синтетический полиамид был получен в 1862 г. при действии на ɛ - аминобензойную кислоту хлористого водорода при 200 °С. Начиная с 1936 – 1938 гг. проводятся интенсивные исследования полимеров этого класса, разрабатываются различные способы их получения, организуется промышленное производство волокон, пленок и пластических масс на основе полиамидов. Среди конструкционных термопластов полиамиды занимают первое место в мире по объему производства. Изделия из них нашли широкое применение в электротехнике, машиностроении, приборостроении и в производстве товаров широкого потребления.

Полиамид-6 (капрон, найлон-6, перлон и др.) –[–NH–(CH₂)₅–CO–]_n – термопластичный полимер, получаемый путем гидролитического полиамидирования капролактама. Поликапроамид относится к кристаллизующимся полимерам, он достаточно устойчив во многих средах, кроме кислых растворов и сред, являющихся сильными окислителями. Температура плавления – 215 – 220°С, степень кристалличности – до 60%. В сухом состоянии полиамид-6 является хорошим диэлектриком. Сильно электризуется при трении. Полиамидные волокна и нити выделяются среди других устойчивостью к истиранию, которая в 2 – 3 раза выше, чем у лавсана, и во много раз выше, чем у вискозного, ацетатного и всех других волокон, и нитей.

Одним из основных факторов, влияющих на процесс получения и свойства полиамидов, является температура. С повышением температуры увеличивается скорость реакции, но уменьшается вес образующегося полиамида. Оптимальная температура процесса зависит от природы исходных продуктов и колеблется от 220°C до 300°C [1].

Полиамиды используются в машиностроении, автомобильной промышленности, текстильной промышленности, медицине и других областях.

В машиностроении полиамиды наиболее часто применяются как конструкционный материал и могут содержать следующие добавки: стекловолокно – армирующий материал, тальк, графит – для повышения теплопроводности, масло – для уменьшения коэффициента трения, дисульфид молибдена – для увеличения твердости [2].

Полиамид также может быть использован как антикоррозийный материал для защиты металлов и для защиты бетона.

В текстильной промышленности из полиамида изготавливают нити, ткани

В медицинской промышленности полиамидные волокна используются для изготовления протезов, хирургических нитей, искусственных кровеносных сосудов [9].

Благодаря высокой устойчивости к истиранию, полиамидные волокна широко применяются для изготовления трикотажа, чулочно-носочных, ковровые изделия. Они не повреждаются микроорганизмами и плесенью, поэтому успешно используется для изготовления рыболовных сетей, которые не требуют сушки.

Устойчивость к действию разнообразных химически агрессивных веществ, за исключением концентрированных минеральных кислот, муравьиной кислоты, крезола и фенола, позволяют применять полиамидные волокна для изготовления специальных фильтровальных тканей, спецодежды и др.

Полиамидные волокна в виде штапельных, будучи добавлены к другим, в частности шерстяным, обеспечивают получение изделий с высокими износостойкими свойствами.

Известно изобретение, которое относится к технологии получения синтетических волокон, в частности к полым волокнам на основе полиамидоимида, и может быть использовано в мембранах для газоразделительных устройств.

В народном хозяйстве полиамид часто используется в качестве плёнки, клеев.

В пищевой промышленности из полиамида производят различные оболочки для колбасных изделий.

Сырьем для производства полиамида - 6 служит ɛ - капролактам.

Капролактам (ɛ-капролактам, лактам ɛ-аминокапроновой кислоты) – C₆H₁₁NO – органическое соединение, которое получают методом синтеза из ароматического (бензола, фенола, толуола) и неароматического (бутадиена, фурфурола, ацетилена, этиленоксида) углеводородного сырья.

Также капролактам получают расщеплением олигомеров и или полимеров, которые содержат в основном повторяющееся звено – [–N(H) – (CH₂)₅–C(O) –]–в присутствии гетерогенного катализатора при повышенной температуре 320°С в среде органического растворителя из числа спирта или полиола. В качестве гетерогенного катализатора используют двуокись титана. При необходимости в зону реакции вводят воду.

Полимеризация капролактама является основным промышленным способом получения полиамида-6. Однако в отсутствие катализаторов и активаторов, ускоряющих процесс полимеризации, эта реакция не идет.

Веществами, ускоряющими процесс полимеризации, являются: вода, соли аминов, окси- и аминокислоты, минеральные кислоты, щелочные металлы, их соли и гидраты окисей, а также многие другие вещества, способствующие раскрытию циклической молекулы капролактама.

Среди способов получения поликапроамида выделяют следующие:

• Гидролитическая полимеризация ɛ-капролактама
• Анионная полимеризация
• Катионная полимеризация

В представленной таблице 1 кратко описаны технические характеристики поликапроамида.

Таблица 1.

Технические характеристики этиленгликоля (согласно ГОСТ 19710-83)

Список литературы:

1. Коршак, В.В. Технология пластических масс / В.В. Коршак. – Москва: Химия, 1976. – 561 с.
2. Паушкин, Я.М. Технология нефтехимического синтеза / Я.М. Паушкин, С.В. Адельсон, Т.П. Вишнякова.   –  Москва: Химия, 1975. – 263 с.