[发明专利]一种尼龙的制备方法

说明书

本发明涉及尼龙的一种低成本、低污染的制造方法，该方法是依据戊二胺尼龙盐的固有特性，通过采用高浓度手段有效抑制戊二胺挥发的方式来实现。根据本发明的制造方法，可以降低戊二胺在聚合过程中的挥发，节约成本，减少污染，缩短聚合周期，提高设备利用率，减少聚合能耗，制得适于不同用途的尼龙，同时该方法同样适用于尼龙连续聚合。

技术领域

本发明属于高分子材料合成技术领域，涉及尼龙的制备方法。具体而言，本发明涉及一种以戊二胺为原料的尼龙的制备方法。

背景技术

尼龙在机械强度、耐热性、耐化学药品性等方面优异，作为所谓的工程塑料之一正被用于很多领域。但尼龙等传统塑料的原料，大多使用的是石脑油，即所谓的石化原料。除再生利用的情况外，废弃的塑料往往是通过燃烧等方式处理，这就导致了二氧化碳的排放，造成地球变暖等问题。

长期以来，人们期待着使用通过从空气中吸收二氧化碳来生长的植物资源作为原材料，则二氧化碳可以再循环以期望抑制全球变暖和解决资源耗竭问题，建造循环型社会。在这样的背景下，对于使用赖氨酸得到的1,5-戊二胺（简称尸胺）再以其为原料所制备的生物尼龙非常令人期待。

与尼龙6和尼龙66相比，尼龙56有差不多等同的耐热性和机械物性。作为尼龙56等的制造方法，主要是加热缩聚法或界面缩聚法。现有技术(Bacon Ke, A. W. Sisko,Differential thermal analysis of high polymers. III. Polyamides, Journal ofPolymer Science 第50卷 第153期, 第87–98页, 1961年3月)中记载了通过加热缩聚法制成的尼龙56。然而，有报道称，通过加热缩聚法制得的尼龙56，与通过界面缩聚法制得的尼龙56相比，熔点低且耐热性劣化（J. Polym. Sci.50,87,1961；Macromolecules,30,8540,1998）。但是，对于界面缩聚法工序非常复杂，难以在工业上适用。

传统的尼龙66加热缩聚法，先将己二酸和己二胺生成50%浓度的尼龙66盐，然后再加热聚合。如果提高尼龙盐的浓度需要采用加热，加压等措施，即使这样由于尼龙66盐溶解度的限制也不易将浓度提升至60%以上，且提高浓度后不便于存储、运输，长时间放置易发黄，影响聚合物的质量。

近期，有专利报道是利用1,5-二氨基戊烷与己二酸缩聚的方法制备尼龙56（参见特开2003-292612A；特开2004-075932A；以及美国专利第2,130,948号）。不过经本发明人实验验证，以传统尼龙66的聚合工艺来制备尼龙56很难制得具有较高分子量聚合物，这是由于在聚合过程中，戊二胺会随着水蒸汽的蒸发而流失，最终导致戊二胺与己二酸比例失衡，这样后续聚合很难得到高分子量尼龙56。所得的尼龙56切片，由于端氨基和端羧基比例的失衡，即使通过后期固相聚合也很难得到高分子量尼龙，这就使得尼龙56的应用领域受到很大限制。为克服该缺点文献是通过提高PH值即增加1,5-二氨基戊烷加入量来实现聚合过程中1,5-二氨基戊烷与己二酸的等当量，这势必造成成本的增加，过量的1,5-二氨基戊烷如果排放到大气中将造成环境污染。在制备尼龙510和512等其他以戊二胺为原料的生物尼龙过程中，也普遍存在着该问题。

发明内容

本发明人为了解决上述技术问题而进行了深入的研究，提出一种新的戊二胺与二酸聚合方法，以高效制备尼龙。具体如下：

一种尼龙的制备方法，包括如下步骤：

1）将戊二胺和脂肪族二酸在水中发生反应，制备得到60%～90%浓度的尼龙盐溶液；

2）使所述尼龙盐溶液进行聚合得到尼龙。

本发明在聚合过程中发现了意想不到的效果即明显抑制了戊二胺的挥发，降低了成本，减少了污染，同时该方法还缩短聚合周期，提高设备利用率，减少聚合能耗，制得不同粘数的尼龙，此外不需要改造传统尼龙聚合间歇和连续设备，即可制备以戊二胺为原料的尼龙及其衍生物。