[发明专利]固态聚合尼龙66的方法及其系统

说明书

本发明提供一种固态聚合尼龙66的方法及其系统。尼龙66的聚合方法包含提供多个尼龙66颗粒、进行一预热步骤及进行一固态聚合步骤。固态聚合步骤包含进行一入料步骤、进行一加热聚合步骤及进行一除氧干燥步骤，其以流量为600m³/hr至1000m³/hr的温热气体对尼龙66颗粒进行加热，以获得相对黏度为3.05至3.26、分子量分布指数为1.95至2.15的尼龙66缩聚颗粒。本发明亦提供一种应用于固态聚合尼龙66的方法的固态聚合系统，以进行尼龙66的固态聚合。借此能有效提升尼龙66的相对黏度、分子量分布指数与固态聚合的效能。

技术领域

本发明是关于一种尼龙66的聚合方法及其系统，特别是关于一种固态聚合尼龙66的方法及其系统。

背景技术

尼龙66(Nylon 66)又称聚酰胺66、锦纶66，其由己二胺分子与己二酸分子相互交替缩聚而成，由于己二胺分子与己二酸分子皆具有6个碳原子，使尼龙66因而得名。尼龙66的耐热性与机械性能相当优异，具有高强度以及高度耐冲击性等特点，可广泛应用于航太、汽车、电子电气、建筑、健身器材、电动工具、工业零组件及农业机械等相关领域，在相关产业上具有不容忽视的重要性。

在物理性质方面，由于尼龙66的黏度较低，使其具有良好的流动性，可以用以加工制成薄型元件。然而，当尼龙66的分子量过低时会导致其熔融液的相对黏度较小，于纺丝过程中容易出现泛浆、漏头等现象，所纺出的纱线其毛丝和断头较多，断裂伸长率亦较低。因此，如何有效地增加与控制尼龙66的黏度为其能否有效运用于纺织相关产业上的关键因素。

目前对于尼龙66的聚合多以固态聚合(solid state polymerization)的方式进行。固态聚合又称固相聚合，其是由聚合物单体或其低聚物于固态下进行的聚合反应。固态聚合具有反应活化能低、无反应诱导期等特点，可提高聚合物的聚合度以及产物的品质。为了有效提升固态聚合的聚合效能，美国专利第5859180号揭示一种聚酰胺固相缩聚的方法，以有效提高聚酰胺树脂的黏度，而美国专利第5576415号则揭示一种固相缩聚聚酰胺的方法，其是将聚酰胺干燥并经由固相处理步骤来增加聚酰胺的分子量。

因此，如何进一步提高尼龙的固态聚合速率以及提高其产品品质，尤其是发展高效能的尼龙66固态聚合方法，以增加尼龙66的产业应用性遂成为相关学界业界所致力发展的方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固态聚合方法来对尼龙66进行聚合，使其反应速率大幅提升，并能有效增加尼龙66的分子量与黏度，以增进尼龙66的固态聚合效能。

本发明方法态样的一实施方式在于提供一种固态聚合尼龙66的方法，包含下述步骤：提供多个尼龙66颗粒、进行一预热步骤以及进行一固态聚合步骤。进行一预热步骤是将尼龙66颗粒加热至一预热温度，其中预热温度为60℃至80℃。而固态聚合步骤包含进行一入料步骤、进行一加热聚合步骤以及进行一除氧干燥步骤。进行一入料步骤是将进行过预热步骤的尼龙66颗粒投入一固态聚合系统中，并对固态聚合系统施加真空后通入一温热气体，其中温热气体的流量可为600m³/hr至1000m³/hr。进行一加热聚合步骤是利用前述的温热气体携带的热量于固态聚合系统中循环，以对进行过预热步骤的尼龙66颗粒进行加热，使尼龙66颗粒在一加热温度下反应一加热时间。进行一除氧干燥步骤则是利用温热气体于固态聚合系统中循环而去除尼龙66颗粒的一氧气与一水分，以得到多个尼龙66缩聚颗粒，其中尼龙66缩聚颗粒的硫酸相对黏度(Relative Viscosity，RV)可为3.05至3.26，而尼龙66缩聚颗粒的分子量分布指数(polydispersity index，PDI)可为1.95至2.15。

依据前述的固态聚合尼龙66的方法，其中温热气体可为氮气。

依据前述的固态聚合尼龙66的方法，其中温热气体流量可为800m³/hr。