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錦綸的生產(chǎn)制造及性能


實(shí)驗(yàn)室k / 2019-05-23

       錦綸是我國(guó)聚酰胺纖維的商品名稱,又叫做尼龍或卡普隆,是目前世界上產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣、性能比較優(yōu)良的一類纖維。

       聚酰胺類纖維品種很多,我國(guó)主要生產(chǎn)錦綸-6、錦綸-66、錦綸-1010等,其中錦綸-1010是我國(guó)工人階級(jí)和科技人員在毛主席革命路線指引下,利用國(guó)內(nèi)資源——農(nóng)副產(chǎn)品蓖麻油作原料,獨(dú)創(chuàng)生產(chǎn)的一個(gè)新品種。

       為什么要在錦綸后面加上不同的數(shù)字呢?這是因?yàn)殄\綸一般是由二元胺和二元羧酸經(jīng)縮聚而成的。這樣,我們習(xí)慣上就用前面數(shù)字代表所用二元胺單體的碳原子數(shù),后面數(shù)字代表二元羧酸的碳原子數(shù),例如錦綸-66就是由己二胺和己二酸縮聚而成的。如果是由單一的內(nèi)酰胺制成的話,就用一個(gè)數(shù)字來表示,例如,錦綸-6就是由單體己內(nèi)酰胺


制成的。

       工業(yè)上生產(chǎn)錦綸-66常以苯酚為原料,經(jīng)氫化后還原成環(huán)己醇,然后用硝酸進(jìn)行破環(huán)氧化,即得己二酸。將己二酸進(jìn)行氨化、脫水、氫化后,就可制得己二胺。


       如果己二胺和己二酸任一原料過量,都會(huì)使大分子端基變?yōu)檫^剩原料的官能團(tuán),使縮聚反應(yīng)終止,產(chǎn)物的分子量降低,這樣的高聚物是不能用來紡絲成纖維的。為此,必須嚴(yán)格控制縮聚反應(yīng)中二元胺和二元酸的克分子比,將己二胺和己二酸預(yù)先制成錦綸-66鹽,然后在一定溫度和壓力下,不斷除去其中水分,進(jìn)行縮聚反應(yīng)。


這樣得到的高聚物其分子量約在1.2萬~1.5萬之間,可以直接紡絲,或經(jīng)鑄帶、切片后紡絲。

       近年來,由于應(yīng)用苯酚生產(chǎn)的產(chǎn)品越來越多,苯酚的需要量也越來越大,因而生產(chǎn)己二酸逐漸轉(zhuǎn)向由環(huán)己烷的氧化法來制造;也有不少單位采用丁二烯或糠醛路線來制取己二胺。

       聚酰胺纖維最突出的性能是強(qiáng)度大,彈性和耐磨性好。其強(qiáng)度比棉花大2~3倍,耐磨性高10倍,但比棉花輕35%。當(dāng)我們考察了聚酰胺纖維的分子結(jié)構(gòu)以后,這些性能是不難理解的。因?yàn)樵陂L(zhǎng)鏈分子中存在有酰胺基,在酰胺基之間可以通過氫鍵的作用,而使大分子間的相互作用力大大加強(qiáng),如下面錦綸-66分子結(jié)構(gòu)所示:


這就保證了纖維的強(qiáng)度;另一方面,分子鏈上又有許多亞甲基(—CH2—),這些亞甲基不象滌綸上的苯環(huán)那樣僵硬、剛性,相反,容易發(fā)生內(nèi)旋轉(zhuǎn),比較靈活,而使纖維柔軟并富有彈性。一般說來,凡是強(qiáng)度大,又富有彈性的纖維,其耐磨性總是好的。因此,廣泛用來制造襪子、繩索、輪胎簾子線、運(yùn)輸帶等需要經(jīng)受摩擦的物品。

       錦綸不僅質(zhì)輕,強(qiáng)度高,而且不怕海水浸蝕,不發(fā)霉、不受蛀,故在軍工及民用上用來制作降落傘、宇宙飛行服、漁網(wǎng)等。

       錦綸的基本結(jié)構(gòu)是酰胺鍵,它在酸性介質(zhì)下容易發(fā)生水解反應(yīng),生成含—COOH、—NH2的化合物,所以不適宜于制造耐強(qiáng)酸的過濾布。其次,—CH2—容易被氧化而使大分子斷裂,使纖維顏色發(fā)黃,強(qiáng)度下降,故錦綸織物不宜在日光下曝曬,但加入耐光劑,織物耐光性有較大改進(jìn)。

       至于彈力錦綸絲則是由普通錦綸絲經(jīng)高速度加拈-熱定型-退拈等后處理后,即得伸縮性很大的彈力絲。


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