Производство полиамидов

Свойства и область применения полиамидов

Большинство полиамидов являются частично кристаллическими термопластичными полимерами, отличающиеся жесткостью, вязкостью, стойкостью по отношению к воздействиям внешней среды и высокой прочностью. Большая часть свойств обусловлена наличием амидных групп, связаны между собой водородными связями. Некоторые свойства полиамидов зависят от кристаллического устройства, например, от содержания воды. Полиамиды взаимодействуют с окружающей средой, обратимо впитывая влагу, вода в данном случае собирается в аморфных областях. Например, в окружении воздуха полиамид-6 способен принимать от 2,5 до 3,5 % воды, а полиамид 610 только 0,5 %. Влагопоглощение полиамидов влияет на морозостойкость и долговечность. Разные марки полиамидов обладают разной подверженностью воздействию ультрафиолетовых лучей, так как химический состав отличается.

Полиамиды широко распространены во многих областях промышленности, например:

• в машиностроении полиамиды используются в качестве конструкционного материала, в них могут содержаться следующие добавки: стекловолокно, масло, графит, дисульфид молибдена, тальк и углеволокно;
• в медицине полиамиды используются для производства хирургически нитей, протезов, искусственных кровеносных сосудов;
• в текстильной промышленности из полиамидов делают канаты, ткани, веревки, нити.
• в народном хозяйстве полиамиды могут быть использованы в качестве клея и пленки;
• в пищевой промышленности полиамиды нашли применение в виде оболочек для пищевых изделий;
• в автомобилестроении полиамиды и изделия на их основе используются в качестве защитных частей, электронных блоков, гидравлических и топливных трубок.

Производство полиамидов

Полиамиды делятся на следующие виды:

• лаковые,
• литьевые,
• клеевые,
• пленочные,
• пластифицированные,
• армированные,
• наполненные.

Самыми распространенными полиамидами, которые выпускаются в промышленных масштабах, являются следующие марки: полиамид 6, полиамид 66, полиамид 12, полиамид 610 и полиамид 612. Полиамид 6 получается в результате расплавления капролактама. В данном процессе задействованы кислоты и вода, кислоты расщепляют капролактам, разъединяя его на составляющие и образуя новые соединения. Химическая реакция протекает медленно, поэтому в производстве используются катализаторы, например, аминокапроновая кислота. Процесс может осуществляться на двух типах оборудования: в реакторе на открытом воздухе и в автоклавах под давлением. Производство в реактора состоит из следующих этапов: подготовка сырья - плавление капролактама при температуре 95 градусов по Цельсию и приготовление катализаторов, расплавление капролактам при температуре 270 градусов по Цельсию, охлаждение продукта - получение лент, измельчение, промывка горячей водой для удаления не вступившего в реакцию капролактама, сушка гранулированного полиамида в вакуумной сушилке при температуре 130 градусов по Цельсию. Производство полиамида 6 в автоклавах состоит из расплавления капролактама при температуре 95 градусов по Цельсию и добавления ускорителей, нагрева раствора до 140 градусов и смешивания с катализатором, заливки раствора в формы, получения заготовок массой от одного до сотен килограмм, механической обработки для получения изделий.

Полиамид 66 получается в результате соединения при определенных условиях двух и более полимеров. В результате такой химической реакции получаются другие продукты, которые могут взаимодействовать друг с другом. В процессе взаимодействия выделяется вода, которую необходимо удалять, чтобы получить полимер. Чем ниже температура, тем медленнее протекает реакция, потому для ее ускорения температуру постепенно повышают. Чтобы улучшить качество конечного продукта добавляют стабилизаторы, способствующие получению нужной массы и постоянной вязкости, не меняющейся при изготовлении деталей. Реакция происходит в автоклаве.

Производство других видов полиамидов осуществляется по тому же алгоритму с применение того же оборудования. Берутся разные компоненты и изменяются температурные режимы. Полиамиды 54, 548, 54/10 являются кристаллическими полимерами. Для улучшения растворимости и прозрачности в процессе производства добавляются капролактам и гексаметилендиамин адипиновокислый. Фенилон или ароматический полиамид представляет собой продукт взаимодействия м-фенилендиамина и изофталевой кислоты. Он обладает высокой теплостойкостью и хорошими физико-химическими свойствами.