[发明专利]用于生产均一颗粒的聚酰胺铸造

说明书

本发明提供了用于提供均一的聚酰胺颗粒的方法和装置。在一个实施例中，生产聚酰胺聚合物的均一颗粒的方法可包括以下步骤：以实质与聚酰胺聚合物的产量成比例的切割速度来切割挤出的聚酰胺聚合物条状物，以实现聚合物颗粒的均一性；以及调节一个或多个工艺参数来保持聚酰胺颗粒的均一性。

技术领域

本发明涉及生产聚酰胺聚合物的均一颗粒的方法以及用于制造均一的聚酰胺颗粒的装置。

背景技术

在重复酰胺单元之间具有至少85％的脂族键的特定种类脂肪族聚酰胺描述为尼龙聚酰胺。已知这些脂族聚酰胺是自二元羧酸和其它可形成酰胺的二元羧酸的衍生物（如酸酐、酰胺、酰基卤、半酯和二酯）衍生而来，通常与伯胺或仲胺反应。更具体地，由单体（如二羧酸和二胺）来形成脂族聚酰胺聚合物，已知是由伯二胺或仲二胺（连接到每个氮上至少具有一个氢的二胺）与二羧酸或可形成酰胺的二元羧酸的衍生物的反应来完成的。反应流程的例子如下所示：

HOOC-R-COOH+H₂N-R'-NH₂

-[NH-R'-NH-CO-R-CO]-_n-+nH₂O

其中R和R'表示二价烃基，而n表示重复单元的数量和水分子的数量。

由各自的基团（R和R’）中碳原子的数量来命名从每个二酸和二胺的一个分子中衍生的聚合物的“结构单元”。因此，由六亚甲基-1,6-二胺和己二酸的聚酰胺是“尼龙6,6”（聚己二酰己二胺）。

成纤聚酰胺可以通过在缩聚反应条件下（一般为180℃至300℃）加热基本上等摩尔量的二胺和二羧酸或加热可形成酰胺的二元羧酸衍生物的来制备。该产品具有纤维形成性质，其中可以实现足够高的分子量。

一个给定的聚酰胺的特性可以在相当大的范围内变化，并且可能取决于分子量。在某种程度上，该聚酰胺特性受其末端基团的性质的影响，而这又取决于过量使用了何种反应物，二胺或二羧酸。

成纤聚酰胺的两个特征涉及其高熔点和低溶解度。由较简单类型的胺和酸所衍生而来的成纤聚酰胺几乎总是不透明的固体，所述不透明的固体可在一个相当确定的温度下熔化或变成透明的。低于其熔点的形纤聚酰胺，当用X射线检测时，一般呈现尖锐的X-射线晶体粉末衍射图、大块状态的晶体结构的明确证据。这些聚酰胺的密度通常在1.0和1.2之间，更具体地，尼龙6,6的密度目前被认为是1.14克/厘米³。

同其他缩聚产物一样，聚酰胺一般包括非常近似的结构的独立单元。这些独立单元的平均大小、聚合物的平均分子量在一定的限制范围内受到刻意控制。聚合反应越进一步进行，平均分子量（和特性粘度）就会越高。

如果完全等摩尔量使用反应物，在可使得挥发性产物逸出的条件下，长时间持续聚合和加热，并且能够获得非常高的分子量的聚酰胺。然而，如果过量使用任一反应物，则聚合进行到某一点，然后基本上停止。聚合停止的时间点可能取决于过量使用的二胺或二元酸（或衍生物）的量。

一种制备聚酰胺的简便的方法包括：通过在液体中混合约化学等量的二胺和二羧酸来制备盐，所述液体可选择为对产物盐的不良溶剂。如果需要，随后可通过从合适的溶剂结晶来纯化从液体中分离的盐。这些二胺-二羧酸盐是结晶状的，并有确定的熔点。它们可溶于水，并可以方便地从某些醇及醇-水混合物来结晶。

从二胺-二羧酸盐制备成纤聚酰胺可以以许多方式来进行。在没有溶剂或稀释剂存在的条件下，并在允许去除反应中生成的水的条件下，可将该盐加热至反应温度（180℃至300℃）。在使用它来制造细丝及其它形状的物体前，可能需要将聚酰胺置于减压条件下，例如，相当于50至300毫米汞柱（67至400毫巴）的绝对压力下。这可以在使聚合物固化前，通过排空制备聚酰胺的反应釜来很方便的完成。