3. Полиамиды. Способы получения. Свойства и применение. Особенности переработки.

Поликапроамид (полиамид 6). Полигексаметиленадипамид (полиамид – 6,6). Свойства и применение ПА.

К полиамидам (ПА) относятся многие природные и синтетические полимеры: белки, шерсть, полимеры аминокарбоновых кислот, амиды полиакриловой и полиметакриловой кислот и др. Они содержат амидную груп­пу — CONH₂ или - СО-NH-. Если основная цепь макромолекулы построена из атомов углерода, а амидные группы находятся в боковых цепях, то такие ПА называются карбоцепными, если же амидные группы расположены в основной цепи макромолекулы, то ПА носят название гетероцепных. Все они термопластичны.

Исходными продуктами для получения ПА являются лактамы и аминокислоты, а также диамины и дикарбоновые кислоты.

Производство и свойства поликапроамида (капрон, найлон 6)

Полиамид ПА 6  полимер -аминокапроновой кислоты NH₂(CH₂)₅COOH (или ее лактама). Например, полиамид П-66 получается из гексаметилендиамина NH₂(CH₂)₆NH₂ и адипиновой кислоты НООС(СН₂)₄СООН, а полиамид П-610  из гексаметилендиамина и себациновой кислоты НООС(СН₂)₈СООН.

Поликапроамнд (П-6, найлон 6) в промышленности получают главным образом гидролитической полимеризацией капролактама, протекающей под действием воды и кислот, которые вызывают гидролиз лактамного цикла:

Технологический процесс пр-ва поликапроамида непрерывным методом состоит из следующих стадий: подготовка сырья, полимеризация капролактама, охлаждение, измельчение, промывка и сушка полиамида.

Поликапроамид также получают из капролактама методом анионной полимеризации в расплаве мономера при 160-220 °С. Катализаторами реакции являются щелочные металлы (литий, натрий, калий), их окислы и гидраты окислов, а также другие соединения. При этом достигается конверсия капролактама 97-98 % за 1-1,5 ч.

Реакция протекает по схеме:

Производство и свойства полигексаметиленадипамида (анид, найлон 66, п-66).

Полигексаметиленадипамид (П-66, найлон 66) в промышленности получают из гексаметилендиамина и адипиновой кислоты реакцией поликонденсации:

nH₂N(CH₂)₆NH₂ + nНООС(СН₂)₄СООН ®

® H[HN(CH₂)₆NHCO(CH₂)₄CO]_nOH + (2п - 1)Н₂О

Образование ПА из аминокислот, а также из дикарбоновых кислот и диаминов протекает с выделением воды, и ввиду небольших значений константы равновесия реакция поликонденсации имеет обратимый и равновесный характер. Равновесие можно сдвинуть в сторону образования полимера, если из сферы реакции удалять побочный продукт - воду.

Молекулярная масса ПА определяется временем и температурой реакции. Соотношение исходных компонентов сильно влияет на завершение реакции поликонденсации и молекулярную массу полимера.

nНООС(СН₂)₄СООН + (п + 1)NH₂(CH₂)₆NH₂ ®

®H[NH(CH₂)₆NHCO(CH₂)₄CO]_nNH(CH₂)₆NH₂ + 2nН₂О

Для получения наиболее высокомолекулярного полимера при взаимодействии дикарбоновых кислот с диаминами оба компонента должны присутствовать в реакционной среде в строго эквимолекулярных количествах. Mолекулярная масса ПА находится в пределах 10 000-25 000.

Технологический процесс получения полигексаметиленадипамида состоит из следующих стадий: приготовление соли адипиновой кислоты и гексаметилендиамина (соль АГ), поликондеисация соли АГ, фильтрование расплава полиамида, охлаждение, измельчение и сушка полимера.