ไนลอนเตรียมตัวอย่างไร? อธิบายกระบวนการผลิตไนลอน 66

กระบวนการทีละขั้นตอนในการเตรียมไนลอน 66

ขั้นตอนที่ 1: การก่อตัวของเกลือไนลอน

เฮกซาเมทิลีนไดเอมีนและกรดอะดิพิกละลายแยกกันในเมทานอลหรือน้ำ จากนั้นผสมเข้าด้วยกันที่อุณหภูมิควบคุมเพื่อสร้างรูปแบบ เฮกซาเมทิลีนไดแอมโมเนียมอะดิเพต หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าเกลือไนลอนหรือ "เกลือ 66" สารประกอบขั้นกลางนี้มีจุดหลอมเหลวแหลมคมใกล้ 190 ถึง 192 องศาเซลเซียส ซึ่งผู้ผลิตใช้เป็นการตรวจสอบความบริสุทธิ์ก่อนที่จะก้าวไปสู่ขั้นตอนต่อไป โดยทั่วไปเกลือจะถูกกรอง ล้าง และทำให้แห้งเป็นผงผลึกสีขาวก่อนที่จะเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์

ขั้นตอนที่ 2: ความเข้มข้นและพรีพอลิเมอไรเซชัน

สารละลายเกลือไนลอนมีความเข้มข้นโดยการระเหยตัวทำละลายส่วนเกิน จากนั้นให้ความร้อนภายใต้ความดันปานกลาง ซึ่งปกติจะอยู่ที่ประมาณ 1.5 ถึง 1.8 เมกะปาสคาล เพื่อเริ่มปฏิกิริยาการควบแน่น น้ำจะถูกปล่อยออกมาเมื่อหมู่เอมีนและกรดรวมกันเพื่อสร้างส่วนเชื่อมต่อของเอไมด์ และสายโซ่โพลีเมอร์แบบสั้นที่เรียกว่าโอลิโกเมอร์ จะเริ่มก่อตัวในขั้นตอนนี้ ความดันจะคงที่ในระหว่างขั้นตอนนี้เพื่อป้องกันการสูญเสียไดเอมีนที่ระเหยได้ก่อนเวลาอันควรก่อนที่จะเกิดปฏิกิริยาเต็มที่

ขั้นตอนที่ 3: การควบแน่นที่อุณหภูมิสูง

ส่วนผสมของปฏิกิริยาจะถูกให้ความร้อนเพิ่มเติม ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 250 ถึง 280 องศาเซลเซียส ในขณะที่ความดันจะค่อยๆ ปล่อยออกมาเพื่อไล่น้ำที่เหลืออยู่ออก และดันปฏิกิริยาไปสู่การก่อตัวของโซ่ที่ยาวขึ้น ขั้นตอนการควบแน่นแบบหลอมละลายนี้จะกำหนดน้ำหนักโมเลกุลสุดท้ายของเรซินไนลอน 66 ซึ่งจะควบคุมคุณสมบัติทางกลของมัน ระยะสุญญากาศมักจะถูกใช้ใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของขั้นตอนนี้ เนื่องจากการขจัดคราบน้ำสุดท้ายออกไปคือสิ่งที่ช่วยให้โซ่เติบโตต่อไป แทนที่จะหยุดนิ่งที่จุดสมดุล

ขั้นตอนที่ 4: การอัดขึ้นรูปและการสร้างชิป

เมื่อถึงความหนืดเป้าหมายแล้ว โพลีเมอร์หลอมเหลวจะถูกอัดขึ้นรูปผ่านแม่พิมพ์เป็นเส้น ๆ แล้วทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วในอ่างน้ำ จากนั้นจึงตัดเป็นเม็ดหรือเศษเล็ก ๆ ชิปเหล่านี้เป็นรูปแบบวัตถุดิบมาตรฐานที่จัดส่งให้กับผู้ผลิตขั้นปลายเพื่อปั่นเป็นเส้นใยหรือการฉีดขึ้นรูปเป็นชิ้นส่วนพลาสติก ความชื้นของเศษมักจะถูกทำให้แห้งจนเหลือต่ำกว่า 0.1 เปอร์เซ็นต์ก่อนบรรจุภัณฑ์ เนื่องจากความชื้นที่ตกค้างอาจทำให้เกิดไฮโดรไลซิสและการสลายของโซ่ในระหว่างกระบวนการหลอมในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 5: ละลายการปั่นหรือการปั้น

สำหรับการใช้งานด้านสิ่งทอ เศษจะถูกหลอมใหม่และอัดรีดผ่านสปินเนอร์เพื่อสร้างเส้นใยต่อเนื่อง ซึ่งจะถูกดึงเพื่อจัดแนวโซ่โพลีเมอร์และเพิ่มความต้านทานแรงดึง อัตราส่วนการวาดสี่ถึงห้าเท่าของความยาวเส้นใยดั้งเดิมเป็นเรื่องปกติ เนื่องจากการจัดเรียงโมเลกุลนี้ทำให้เส้นใยไนลอน 66 มีความแข็งแรงและยืดหยุ่นเป็นพิเศษ สำหรับการใช้งานพลาสติกวิศวกรรม ชิปชนิดเดียวกันนี้จะถูกหลอมและฉีดขึ้นรูปโดยตรงเป็นส่วนประกอบสำเร็จรูป บางครั้งมีการเติมใยแก้วหรือแร่ธาตุเพื่อเพิ่มความแข็ง