[发明专利]聚酰胺的制备方法及其制备的尼龙纤维

说明书

本发明提供了一种聚酰胺的制备方法，包括将尼龙盐水溶液先进行预缩聚获得预聚物，然后再将预聚物进一步脱水缩合，获得尼龙56熔体。所述尼龙56熔体可以通过直接纺丝制备尼龙纤维。本发明所制备的高性能尼龙纤维，可以进一步用于制成纱线、梭织布、针织布或无纺布等纺织材料，能够应用于衣料服装、产业、装饰地毯等领域，具有广阔的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及聚酰胺及尼龙纤维的制备方法，具体为一种尼龙56及其纤维的制备方法。

背景技术

尼龙纤维是世界上最早投入工业化生产的合成纤维之一，产量在合成纤维中居第二位。尼龙低旦丝(200～700dtex)具有断裂强度高、耐磨、耐疲劳、耐冲击、尺寸稳定性好等特点，被广泛应用于军工产品、橡胶骨架材料、安全气囊丝及绳、网、索类、篷布、工业滤布等领域；同时因其手感柔软、质感轻盈、悬垂性好、透气吸湿、弹性好、易于加工等良好的服用性，在高档缝纫线用丝、T恤衫用丝、雨伞面料、运动纺织品等领域拥有良好的市场前景。

其中，尼龙6(PA6)和尼龙66纤维占据尼龙纤维90％以上的市场份额。然而，两者在聚合与纺丝过程中都存在自身的缺点，导致经济效益下降。对于PA6，由于其聚合后的熔体中存在较多未反应的单体，因此无法实现聚合后熔融直接纺丝，聚合后的熔体必须经冷却、切粒后用水洗去未反应的单体，再干燥、熔融才能进行纺丝，如此造成了大量能源的浪费和对环境的污染。对于PA66，由于其结晶速度过快，导致可纺性较差，尤其在纺制细旦丝时，其染色均匀率更加不易控制，同时PA66的高熔点及其结构方面的原因，导致在纺丝过程中易出现交联现象，以上问题的存在使得PA66的纺丝成本较PA6高出一万多元/吨。

此外，目前的尼龙基本上都是以石油的衍生物作为原料制得，例如市场占有量最大的尼龙6和尼龙66，它们的原料己内酰胺和己二酸是通过苯类同系物经过加氢再氧化等一系列反应制得，己二胺是通过丁二烯或丙烯腈先合成己二腈再通过催化加氢方法制备，整个合成工艺复杂，且存在一定污染。

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可再生植物资源作为起始材料，来制备与现有品种尼龙性能相当的绿色尼龙，解决对非再生能源的依赖，建造循环型社会。在这样的背景下，对于通过赖氨酸脱羧得到的1,5-戊二胺作为原料制得的尼龙，尤其是尼龙56(聚酰胺56，PA56)，其作为植物来源的聚合物令人非常期待。

目前世界上主要的连续聚合工艺研究的都是针对聚酰胺66的聚合，具体而言，该工艺流程的主要环节为：浓缩→高压预缩聚→闪蒸→常压或真空缩聚。

杜邦公司作为世界范围内知名的聚酰胺生产商，对聚酰胺66的连续聚合工艺进行了改进，其独特的连续聚合工艺主要包括以下环节：高压浓缩预缩聚→闪蒸→常压缩聚。然而，不论是哪种缩聚方法，都存在以下问题：1)预缩聚效果不好，只能得到分子量较低的预聚物，加大了后续聚合的时间和能耗。2)整个聚合工艺体系中水分较多，较多水分的存在会增大逆反应发生的趋势，对聚酰胺聚合不利，而除水过程不但困难，而且复杂。例如：若采用蒸发取去水，则水蒸发潜热导致聚酰胺发泡、固化，且反应期间液面的变化导致残留在反应器壁上的聚酰胺降解。

现有技术专利CN 102585216B提及到的聚酰胺的简化的反应流程聚合方法，依然存在上述问题。非专利文献1(J.Polym.Sci.2,306,1947)中记载了通过加热缩聚法制成的尼龙56。然而，其与非专利文献2(J.Polym.Sci.2,306,1947)、非专利文献3(CN200980118941.2)通过界面缩聚法制得的尼龙56相比，熔点低且耐热性劣化。但是，界面缩聚法工序又非常复杂，难以在工业上适用。

发明内容

针对上述现有聚酰胺、尼龙纤维和制备技术存在的不足，本发明的目的是提供一种利用聚酰胺的制备方法，以及利用聚合后尼龙熔体直接纺丝来制备尼龙56纤维的方法以及通过该方法制备的适用于不同应用领域性能要求的尼龙56纤维。