己内酰胺涤纶长丝的聚合产物
发布时间:2011-09-02在机理上分析,可以考虑氨基酸以双离子[_00C(CH2)5NH3+]形式存在,先使己内酰胺涤纶长丝质子化而后开环聚合,因为质子化单体对亲电进攻要活泼得多[式(3-4)],无水时聚合速度较低;有水存在时,聚合速度较高,随着时间的延长,聚合速度降低。
最终的聚合度与平衡水浓度有关。为了提高聚合度,转化率达80%〜90%时需将引发用的大部分水脱出,采用加单官能团羧酸的办法来控制聚合度。
己内酰胺涤纶长丝最终聚合产物含有8%〜9%的单体和3%左右的低聚物,纯聚酰胺6加热时也有单体产生。这是七元环单体在发生开环线型聚合和发生成环反应之间形成的平衡关系。可用热水浸取或真空蒸馏的办法除去聚己内酰胺涤纶长丝中的平衡单体和低聚物,并在100〜120°C和133.32Pa条件下真空干燥,将水分降至0.1%以下[3]。质量传递和水的去除是控制反应速率的主要因素。 >
由于聚合过程具有可逆平衡性,而且链$换、f聚和水解三个反应同时进行,故最终反应混合物不仅包含聚合物、单体和水,还备有不•需要的线型和环状齐聚物形式的低分子物。
己内酰胺涤纶长丝采用碱性物质作为催化剂时,例如金属钠或氢氧化钠,可以进行阴离子聚合,聚合速度很快,反应可以在几分钟内完成,甚至可以在低于聚己内酰胺涤纶长丝熔点的温度以下进行,得到相对分子质量极高(聚合度可达IX105以上)的聚己内酰胺涤纶长丝,因此被称为“快速聚合”。但这种聚合反应难以控制,聚合物的相对分子质量很不稳定,在熔体纺丝时会发生很大的黏度变化。此法早期,一般引发后直接浇入模具内聚合,称为浇注聚酰胺。现已将此应用于合成涤纶短纤的生产试验,进行连续纺丝,并取得了成功。
除水解聚合和碱性催化聚合外,聚己内酰胺涤纶长丝也可以同聚酯一样采用固相聚合,以提高聚合度。
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