книги из ГПНТБ / Миндлин С.С. Технология производства полимеров и пластических масс на их основе учеб. пособие

АГ-соль Вода

Рис. 93. Схема процесса про­ изводства поликапролактама:

Пдликсіпроамид

лиамида 6,6): приготовление соли АГ, поликонденсация соли АГ; охлаждение полимера; измельчение; сушка. Схема процесса произ­ водства полигексаметиленадипамида изображена на рис. 94.

Метанольные растворы адипиновой кислоты и гексаметилендиамина смешивают при нагревании в аппарате 2. Полученный раствор соли АГ охлаждают в емкости 3, при этом соль выкристаллизовы­ вается. Кристаллы соли отделяют на центрифуге 4. Соль можно до­ полнительно очистить перекристаллизацией. Соль АГ загружают в автоклав 5. Пары воды, выделяющейся при поликонденсации, направляют в холодильник 6, а оттуда в мерник 7. Остатки воды удаляют под вакуумом. После окончания поликонденсации полимер выдавливают из автоклава сжатым азотом через фильеру в охлажда­

СОПОЛИМЕРЫ

Сополимеры могут быть получены при взаимодействии не­ скольких мономеров между собой, например соли АГ и е-капро-

и изменять соотношение между ними, можно получить широкую гамму сополимеров с разными свойствами. Сополиамиды характери­ зуются менее регулярным строением, чем полиамиды. Уменьшение регулярности структуры сополиамидов приводит к уменьшению степени кристалличности, понижению температуры плавления, уве­ личению растворимости в полярных растворителях и изменению других физико-механических свойств.

Повышенная растворимость сополиамидов по сравнению с поли­ амидами способствовала их применению для изготовления спирто­ вых лаков и клеев.

СВОЙСТВА ПОЛИАМИДОВ

Молекулярный вес полиамидов, используемых в технике, находится в пределах 8000—25000, их полидисперсность невелика. Макромолекулы полиамидов имеют линейное строение. Полиамиды характеризуются высокой степенью кристалличности. По внешнему виду они представляют собой роговидные непрозрачные материалы.

М е х а н и ч е с к и е с в о й с т в а . Полиамиды обладают вы­ сокими механическими свойствами, особенно жесткостью и проч­ ностью на изгиб.

Свойства поликапроамида (полиамид 6), полигексаметиленадип-

материала, при этом падает относительное удлинение. Неориенти­ рованные полиамиды становятся хрупкими при температурах

—10—15 °С, ориентированные сохраняют прочность до —25—30 °С. Отличительной особенностью полиамидов является высокая по­ верхностная твердость и прочность под действием ударных нагрузок. Полиамиды обладают низким коэффициентом трения, поэтому

вления полиамида 6 210—215 °С, полиамида 6,10 213:—221 °С, поли­ амида 6,6/6 168—175 °С. Переход из твердого состояния в жидкое происходит в узком интервале, при этом в большинстве случаев при температурах ниже температуры плавления не наступает за­ метного размягчения.

С увеличением числа амидных групп в макромолекуле повышается температура плавления. Полиамиды, отличающиеся между собой

водостойкостью. В зависимости от величины поглощенной влаги изменяются и механические свойства. Хорошо высушенные изделия становятся хрупкими, а при поглощении влаги — вновь эластич­ ными. Оптимальные свойства изделия из полиамидов приобретают при определенном содержании влаги.

Э л е к т р и ч е с к и е с в о й с т в а . В сухом состоянии поли­ амиды обладают сравнительно хорошими диэлектрическими свойства­

лиамиды деструктируют, их стойкость к старению может быть уве­ личена введением стабилизаторов, например ароматических аминов (фенил-а-нафтиламин, фенил-Р-нафтиламин и др.);

ПР И М Е Н Е Н ИЕ ПОЛИАМИДОВ

Вбольших промышленных масштабах производятся поликапроамид (капрон) и полигексаметиленадипамид (найлон 6,6). Основ­ ные направления, в которых используются эти полиамиды, — про­ изводство волокон и пластических масс.

Низкий коэффициент трения, хорошая износостойкость и высо­ кие механические свойства позволяют изготавливать из полиамидов машиностроительные детали, главным образом подшипники, шестерни,

ивтулки.

Недостатками полиамидов являются плохая теплопроводность, большой коэффициент теплового расширения, значительное водопоглощение и сравнительно небольшая твердость. В известной мере перечисленные недостатки полиамидов могут быть уменьшены вве­ дением в полиамиды наполнителей, например дисульфида молибдена, графита, талька. Это дает возможность увеличить объем использо­ вания полиамидов для изготовления разных машиностроительных деталей.

Полиамиды находят применение для изготовления пропиточных составов, клеев и покрытий, наносимых на поверхности из растворов, а также в виде порошков с последующим оплавлением частиц.

Сравнительно ограниченное потребление полиамидных полимеров для изготовления пластических масс объясняется в значительной мере их высокой стоимостью. Доля полиамидов в суммарном выпу­ ске пластических масс в большинстве стран с развитой промышлен­ ностью пластических масс - о к о л о 1 % .

Т Е Х Н И К А БЕЗОПАСНОСТИ

Г е к с а м е т и л е н д и а м и н действует раздражающе на кожу и слизистые оболочки глаз, вызывает изменение состава крови, а также нарушения в деятельности сердца, легких и почек. Пре­

При контакте с открытым огнем полиамиды загораются; пылевоздушные смеси полиамидов взрывоопасны.

Помещения, в которых организовано производство полиамидов, должны быть оснащены общеобменной и местными вентиляционными системами и оборудованы в соответствии с нормами для производств данной категории.

Полиуретаны обычно синтезируют совместной полимеризацией многоатомных спиртов с полиизоцианатами. При совместной поли­ меризации двухатомных спиртов с диизоцианатами, протекающей по ступенчатому механизму (миграционному), реакция сопровож­ дается переходом атома водорода из гидроксил ьной группы спирта к атому азота изоцианатной группы по следующей схеме:

•0 = C = N - R - N H — C O - O - R ' - O H

I I

O = C = N - R - N H - C 0 - 0 R 1 - O H + O = C = N - R - N = i C = 0 — •

>. 0 = C = N ~ R — N H — C O — 0 — R ' — 0 — C O — N H — R — N = C — О и т. д.

Реакция образования полиуретанов сопровождается выделением значительных количеств тепла.

Взаимодействие двухатомных спиртов с диизоцианатами приводит к образованию молекулярных цепей линейного строения; при взаимо­ действии диизоцианатов с соединениями, содержащими больше двух

шей гигроскопичностью, большей стойкостью к агрессивным средам и лучшей эластичностью. Из полиуретанов изготавливают литьевые изделия, лаки, клеи, каучуки и пенополиуретаны. Последняя об­ ласть применения является основной.

Реакции образования полиуретанов протекают медленно даже при повышенных температурах, поэтому выделяющаяся двуокись углерода улетучивается из реакционной среды. Если проводить

ее расширению без разрыва пленок тех ячеек, в которые он заключен.

цианатов C e H 3 — N C O в соотношении 65 : 35.

Из многих способов получения изоцианатов техническое зна­ чение имеет способ, основанный на взаимодействии между фосгеном и диили триамином:

расплаве, с отгонкой выделяющейся воды, в присутствии катализа­ тора, например серной или толуолсульфокислоты.

При этерификации двухатомных спиртов дикарбоновыми кисло­ тами получают линейные полиэфиры, при этерификации спиртов с тремя и более гидроксильными группами (глицерин и др.) полу­ чаются разветвленные полиэфиры. При этерификации смеси двух­ атомных спиртов со спиртами, содержащими более двух гидроксилов, получают также разветвленные полиэфиры, при этом степень разветвленности зависит от состава смеси спиртов: из смесей спиртов можно получать полиэфиры с заданной степенью разветвленности. Для получения сложных полиэфиров применяются преимущественно в качестве многоатомных спиртов диолы (этиленгликоль, диэтиленгликоль) и триолы (глицерин, гексатриол-1,2,6 и триоксиметилпропан), из числа дикарбоновых кислот — адипиновая и фталевая и ее ангидриды. Молекулярный вес сложных полиэфиров, применяе­ мых в производстве пенополиуретанов, находится в пределах 800— 2100.