Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
Работа аппарата регулируется автоматически в зависимости от расхода полимера и уровня его в центральной трубе. Полезная емкость аппарата— 10,3 м3; диаметр — 2800 мм; высота — 5650 мм; масса — 7,82 т.
Реакция полиамидирования капролактама в описанных аппаратах НП протекает при атмосферном давлении в присутствии тех же активаторов процесса (вода, соль АГ, аминокапроновая кислота и др.) и регуляторов (уксусная, бензойная или адипиновая кислота), что и при автоклавном способе полиамидирования. Чаще всего в качестве активатора применяется вода, а в качестве регулятора — адипиновая или бензойная кислота. Температура процесса составляет 245—270 °С, продолжительность — 20—32 ч.
Производительность аппарата НП Q (т/сут) зависит от его емкости V и продолжительности процесса полиамидирования t и может быть подсчитана по формуле:
Q ^ Zip
t•1000
где р — плотность полимера.
Пример. Емкость аппарата АНП-10 составляет 10,3 м8; плотность полимера-1120 кг/м3; продолжительность процесса полиамидирования — 26 ч. Производительность аппарата составит:
= 10,3-1120-24 .
W 26 • 1000 ' /СУТ
Регулирование параметров процесса. Регулирование молекулярной массы для получения полимера, пригодного для формования текстильных или технических нитей, как и при автоклавном способе, достигается изменением условий полиамидирования и добавкой соответствующего количества регулятора. Так, увеличение молекулярной массы полимера может быть достигнуто уменьшением количества регулятора и увеличением продолжительности процесса. Для более значительного увеличения молекуляр-. ной массы необходимо также несколько повысить температуру. При этом понижается вязкость реакционной массы и создаются соответствующие условия для перемещения ее в аппарате с необходимой скоростью и удаления пузырьков водяного пара и газов. Следует иметь в виду, что само по себе повышение температуры при прочих равных условиях приводит к снижению молекулярной массы полимера.
7 6
Рис. 16.8. Аппарат НП с вакуумированием расплава:
'—плавильный котел; 2—обогревающая рубашка; 3—насосы; 4—шнек; S—перфорированная мембрана; 6—сборник для вакуумирования расплава; 7—штуцер для вакуумной линии; "—фильера.
Рис. 16.9. Аппараты для удаления мономера из расплава:
о—струйного типа; б—пленочного типа;
'—штуцер вакуумной лииин; 2—фильера для подачи расплава; 3—пена; 4—поплавок-регулятор уровня расплава; 5—штуцер отбора расплава; 6—направляющие поверхности- 7_расплав. *
Регулирование температуры в аппаратах НП различной кон-струкции осуществляется по секциям или зонам. Как правило, наиболее высокая температура поддерживается в средней зоне аппарата, в первой зоне — самая низкая, в последней зоне — несколько ниже, чем в средней. Такое распределение температур в аппарате НП соответствует оптимальным условиям, при которых достигается максимально возможная скорость полиамидирования при минимальном содержании в полимере низкомолекулярной водорастворимой фракции.
Для получения непрерывным способом поликапроамида с небольшим содержанием низкомолекулярных соединений используется более сложный агрегат НП (рис. 16.8), в котором имеется вакуумная камера 6. При движении через эту камеру расплавленного полимера непрерывно отгоняются низкомолекулярные соединения (в основном капролактам). В результате значительно снижается содержание низкомолекулярной фракции в поликапроамиде. Для нитей, полученных из такого поликапроамида, не требуется промывка, так как они содержат допустимое количество низкомолекулярных соединений.
Демономеризация расплава поликапроамида, получаемого непрерывным способом, может производиться и в отдельном аппарате, входящем в состав агрегата НП. Существует несколько типов таких аппаратов, принцип действия их основан на создании развитой поверхности раздела расплав — газ и удалении под вакуумом или обработкой азотом или перегретым паром низкомолекулярных соединений, главным образом капролактама. Отличаются эти аппараты методом создания развитой поверхности расплава полимера — в виде капель, пленки или струек — аппараты пленочного, струйного типа и др. (рис. 16.9).
Поликапроамид в виде крошки, применяемый для формования капроновых нитей, должен удовлетворять следующим требованиям:
Температура плавления, "С
до экстракции.................. 208
после экстракции................. 215
Содержание низкомолекулярных соединений, %
до экстракции.................. IO—II
после трехкратной экстракции . . . -....... 0,8—1,5
после четырехкратной экстракции........ 0,3—0,5
после непрерывной экстракции.......... 0,5—1,5
Относительная вязкость 1%-иого раствора полимера в
концентрированной сериой кислоте
для текстильной нити в штапельного волокна . . . 2,2—2,5
для кордной нити................ 2,6—2,75
Плотность, кг/м3
твердого полимера................ 1140
расплава ............... ..... 1120
Влажность, %
равновесная (при относительной влажности воздуха 65%) .................... 4,2
после сушки................... 0,03—0,05
