关于尼龙66工业丝生产工艺技术研究

关于尼龙66工业丝生产工艺技术研究

白银慧

天辰齐翔新材料有限公司

摘要：目前，在社会、经济以及技术发展的推动下，我国工业化进程也在不断加快。尼龙66工业丝具有多重性能优势，在多个领域均有应用，虽然我国在该方面的研发生产比较滞后，但是目前已经实现了自主生产目标。尼龙66工业丝的性能质量和生产工艺技术息息相关，本文主要围绕生产工艺技术展开分析，希望能够完善生产架构，提高尼龙66工业丝的生产水平，加快产业发展速度。

关键词：尼龙66；工业丝；生产；工艺技术；研究

尼龙66是一种合成纤维，也称为聚合酰胺纤维或尼龙6,6，它是由己二胺和已二酸的聚合反应生成的。尼龙66是最早被商业化生产的尼龙类型之一，也是最常用的尼龙材料之一、它具有许多独特的特性，如高强度、耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性等，在各个领域广泛应用。尼龙66的生产过程相对简单，但需要高温和压力，因此需要专业设备和技术。尼龙66可通过纺丝、注塑、挤出和压延等工艺制成纤维、薄膜、片材和制品等。和尼龙6相比，尼龙66在应用领域有一定的优势，根据中国当前的生产能力分析，生产尼龙66工业丝时用到的工艺主要有两种，即连续直接纺丝与固相缩聚拉伸生产技术。

一、尼龙66简述

尼龙66是一种热塑性材料，意味着它可以在一定温度范围内重复熔化和固化而不损失原有的性能。这种特性使得尼龙66易于加工成各种形状和尺寸的制品。尼龙66的主要特点是高强度和耐磨性。它的强度比许多其他合成纤维高，可以达到较高的断裂拉伸强度。此外，尼龙66还具有良好的耐磨性，能够抵抗摩擦和磨损。因此，尼龙66常用于制造耐磨、耐用的制品，如汽车零部件、工业机械和运动用品等。此外，尼龙66还具有优异的耐腐蚀性和耐高温性。它能够抵抗许多化学溶剂、酸碱等腐蚀性物质的侵蚀，因此广泛应用于化工、医药等领域。尼龙66的熔点较高，能够在高温下保持良好的性能，因此也用于制造耐

高温的制品，如机械零部件、电器配件等。

二、缩聚工艺

从反应温度方面对缩聚工艺进行有关分析，尼龙66盐利用缩聚工艺进行反应时，需要保持熔融态，为了达到这一条件，在缩聚反应一开始时设置的反应温度要比尼龙66盐的熔点高，一般超出10℃即可，最好控制在214℃左右。在继续进行反应的过程中，为了增强分子活化能，加快反应速率，需要增温，使反应温度高于聚合物熔点，通常提高至280℃左右，该反应温度和聚合物熔点相差约15℃。必须强调一点，单体己二胺的沸点并不高，因此，为了阻止某些物质的挥发，建议在进行反应试验的早期阶段，使压力水平维持在1.76MPa左右。从全部的实验流程来看，当单体首次缩聚并转变为预聚体的状态时，需要在这一反应体系中进行去水操作，这一操作实质上是为了增加聚合物相对分子质量。因此，在反应过程推进至中期以及后期时，需要改变压力条件，在常压或者是负压的状态下完成反应。

（一）成盐反应

首先向成盐槽中加入一定量的纯水，再按比例加入一定量的己二胺溶液，然后向成盐槽中加入等摩尔的己二酸。在反应过程中产生的热量由成盐冷却器带走。盐液的浓度和PH值通过浓度计和PH计测量。如盐液浓度和PH值不达标，通过加入纯水和己二胺进行微调。直至盐液浓度以及PH值达到要求，盐溶液的浓度应保持在50%±0.2%，UV值不应超过0.1×10-3，pH值应在7.5˜8之间，而且实际的温度条件应保持在大约50℃的水平。

（二）缩聚处理流程概括

在利用上述盐处理流程将尼龙66缩聚为50%浓度的盐溶液后，在计量槽中对盐溶液进行分批计量处理，加入适量的次磷酸钠充当催化剂，加快反应进行。利用醋酸铜（216μg/g）和碘化钾（159.6μg/g）作为原尼龙66工业丝的热稳定剂。之后将50%浓度的盐溶液转送至第二中间槽。通过泵送至过滤器完成过滤操作后，需要利用预热器对溶液进行加热，使其温度达到90℃左右，然后将其转入浓缩槽，当温度达到120℃，压力为29.4kPa时，将其浓缩到约70%的平衡浓度，有利于降低反应器的蒸发压力。

为降低反应器的热负荷，将上述得到的浓度为70%的盐溶液输送到反应器之前，通过第一和第二预热装置将其加热到215℃。然后，输送到反应器，该处的压力为1.71兆帕，在这一压力条件下继续进行升温处理，直到达到245℃，持续蒸发以去除水分，同时也会启动初步缩聚过程，此时的预聚物中的水分占比10%，而且其聚合程度大概是22。

在将预聚物降至常压下，使其温度升至280℃后，将预聚物输送至前聚合器。为提升后续环节纺丝的拉伸性，需要在将物料送入减压装置之前加入大概20μg/g的TiO2。利用前聚合器处理预聚物，进行水分排出工作，使其达到常压饱和溶解水量，温度条件控制在280℃作用，在常压环境下进行缩聚，使得聚合物的聚合度达到58，相对粘度达到35左右，之后利用齿轮泵将其送至后聚合器中。

保持负压、280℃的缩聚条件，在后聚合器中对物料进行缩聚处理，制备出纺织性能优良的高聚物，用于生产帘子布，主要通过调节负压来控制相对粘度的大小。

三、间歇性缩聚

将尼龙66盐置于溶解槽中进行浓度处理，使其浓度变为50%，将处理过的盐溶液置于50℃的环境下进行存储过滤。再结合10μm的标准来优化浓缩槽的流程。接下来的调试中，使用外部循环加热和0.2MPa的压力优化来处理盐溶液。为了提高凝缩精度，使其达到80%的水平，必须将加热温度维持在150℃左右。为防止盐溶液形成结晶，浓缩处理装置需要在特定的封闭环境中，保持160℃的温度和0.5MPa的压力。一旦完成所有的浓缩工作，有关操作者需要在浓缩处理环节结束后，向盐溶液中加入消泡剂以及催化剂（次磷酸钾），两者的添加量均为4%。为使后续加工出的工业丝具备良好的耐热性能以及优良的纺丝性，工作人员除了需要做好加料工作外，还要向聚合釜中添加碘化钾与碘化亚铜的混合液，前者的浓度为850μg/g，后者的浓度为60μg/g。完成浓缩处理后，盐溶液进入聚合釜，物料将会在此处历经多种反应过程，如升温升压，并按照保压、降压以及常压的顺序进行缩聚，使物料的相对粘度、平均相对分子质量达到规定要求。利用挤压、切粒、风干等处理措施制备湿切片，且粒度为120粒/g。

（一）湿切片固相缩聚

对湿切片的固相缩聚工艺进行原理分析，即向湿切片通入热化氮气，完成脱水缩聚，增加相对粘度以及相对分子质量。湿切片由料仓经缓冲罐到达固相聚合器中，在该装置中通入热化氮气，温度约170℃，通过和湿切片逆向加热，完成进一步缩聚反应，氮气由上排出。切片在聚合装置中平均停留十个小时，在相对粘度、平均相对分子质量分别达到3.1、23000后，将切片送入冷却区。经冷氮气冷却处理后送至干切片大料仓。在这个流程中，无论是热态还是冷态的氮气均得到了循环利用，每一种情况下都有一套特定的纯化处理系统。

（二）纺丝工艺改良

干切片熔融后通过一系列处理过程挤出螺杆机头，然后通过管道分配到不同的纺丝箱。通过计量泵、组件喷出熔体细流，然后通过冷却固化处理，进入牵伸机，将其导入卷绕机以制备出符合生产要求的工业丝丝筒。纺丝的主要工艺参数如下：螺杆区的温度控制在290℃~320℃之间，纺丝箱温度设置在295℃~315℃之间，组件压力介于12~25兆帕之间，相对粘度为3.0~3.25，切片含水率不超过0.08%，每分钟纺丝长度不低于2400米，不超过2700米。

总结

综上所述，目前，我国用于生产尼龙66工业原丝的设备和工艺技术通过持续改进和完善，已经日益成熟，设备更新、技术发展速度非常快。结合对生产设备、工艺技术优化细节的了解，当前的技术人员需要积极学习和借鉴国际前沿理论知识与成功经验，充分发挥所有工艺流程的优势，提高相关产业的可持续发展能力。

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