1 / 40

Poliamidy, PA

Poliamidy, PA. Poliamidami nazywa się związki wielkocząsteczkowe, zawierające w makrocząsteczce ugrupowania –CO-NH- . Uzyskuje się je w polimeryzacji lub w polikondensacji ze związków małocząsteczkowych, którymi najczęściej są: laktamy, poliaminy, kwasy ω -aminokarboksylowe,

cheryl
Télécharger la présentation

Poliamidy, PA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Poliamidy, PA Poliamidami nazywa się związki wielkocząsteczkowe, zawierające w makrocząsteczce ugrupowania –CO-NH-. Uzyskuje się je w polimeryzacji lub w polikondensacji ze związków małocząsteczkowych, którymi najczęściej są: • laktamy, • poliaminy, • kwasy ω-aminokarboksylowe, • kwasy dikarboksylowe, • diaminy • pochodne kwasów aminokarboksylowych i dikarboksylowych oraz inne.

  2. Oznaczanie PA Oznaczamy cyframi w zależności: • ile składników bierze udział w syntezie • ile atomów węgla występuje w jednostce powtarzalnej np. PA6 ← ilość węgli w jednostce powtarzalnej, jedna cyfra oznacza, że w syntezie bierze udział jeden składnik. PA 66 ← ilość atomów węgla w składniku dikarboksylowym ↑ ilość atomów węgla w składniku aminowym

  3. O O ) (CH C 2 5 n (CH ) N H C 2 5 n N H Otrzymywanie poliamidów 1. Polimeryzacja laktamów

  4. n n COOH R' COOH H N R N H 2 2 O O N H R N H C R' C 2 n H O 2 n Otrzymywanie poliamidów 2. Polikondensacja diamin z kwasem dikarboksylowym + +

  5. O O + + n Cl R' Cl 2 n HCl H N R NH 2 2 O O N H R N H C R' C n Otrzymywanie poliamidów 3. Polikondensacja diamin z chlorkami kwasu dikarboksylowego

  6. O + n H O N H R C n H N R COOH 2 2 n Otrzymywanie poliamidów 4. Homopolikondensacja ω-aminokwasów

  7. Poliamid 6 Inne nazwy to: • Nylon, • Stilon, • Kapron.

  8. H NOH 2 O H O N O H O H O przegr. H C C 2 Beckmanna (H C) N H 2 4 Surowce do otrzymywania poliamidu 6 є-kaprolaktam otrzymujemy na wiele sposobów np. -H H 2 2 O O C O NH C CH COOH O H 3 3 2 2 (CH ) (H C) 2 5 2 5 O N H

  9. O O O C (H C) 2 5 C H O N H (H C) 2 2 5 H N H (CH ) C O H H N (CH ) COOH 2 5 2 2 5 N H n + 1 etap wolny więc dodaje się kwasu Surowce do otrzymywania poliamidu 6 Polimeryzacja є-kaprolaktamu zachodzi pod wpływem wody, alkoholi, kwasów. Jeżeli polimeryzacja zachodzi pod wpływem wody to proces zaczyna sięhydrolityczną polimeryzacją.Katalizatorem jest kwas, który powstaje podczas hydrolizy.

  10. O H N H (CH ) C O H 2 5 n + 1 Surowce do otrzymywania poliamidu 6 Szybkośćhydrolitycznej polimeryzacji rośnie wraz ze wzrostem temperatury, a masa cząsteczkowa maleje. Proces prowadzi się w temp. 220 - 230°C. Polimer zawiera grupy aminowe i karboksylowe, aby poliamid 6 był bardziej stabilny termicznie blokuje się grupy aminowe kwasem octowym lub bezwodnikiem octowym.

  11. Etapy procesu otrzymywania poliamidu 6 Etapy procesu: • przygotowanie surowców • polimeryzacja • ochłodzenie • przemywanie • suszenie

  12. Schemat instalacji do otrzymywania poliamidu 6 H O 2 sól AH 40% rozt.H O 2 para kaprolaktam zbiornik podajnik ślimakowy H O 2 N N para 2 2 Rurociągi ogrzewane para wodna o zbiornik wody 90-100 C reaktor dodatki o 250-270 C para pod para filtr ciśnieniem polimer podawany na bęben chłodzący zbiornik granulatu cięcie H O voc 2 o 125-130 C produkt aparat ekstrakcyjny H O 2

  13. Właściwości poliamidu 6 Poliamid 6: • elastyczna masa podobna do rogu • nie zawiera pigmentów i barwników ma kolor biały • występowanie żółtawego odcienia jest spowodowane obecnością produktów utlenienia lub zanieczyszczenia związkami żelaza • w cienkich warstwach (0,1 mm), zwłaszcza gwałtownie chłodzony, jest prawie przezroczysty • ważną wielkością charakteryzującą jest jego ciężar cząsteczkowy

  14. Zastosowanie poliamidu 6 Poliamid 6 jest używany w krajach europejskich do produkcji włókien syntetycznych pod nazwami: Kapron (Rosja) Perlon (Niemcy) Steelon (Polska) Polikaprolaktam znalazł również zastosowanie jako tworzywo konstrukcyjne. Poli- є-kaprolaktam otrzymywany przez polimeryzację anionową charakteryzuje się bardzo dużym ciężarem cząsteczkowym i nadaje się wyłącznie do obróbki mechanicznej.

  15. Poliamid 66 Inna nazwato: • Nylon

  16. O O H O H HNO 2 2 3 (CH ) COOH COOH 2 4 Surowce do otrzymywania poliamidu 66 Poliamid 66 otrzymuje się w reakcji polikondensacji kwasu adypinowego z heksametylenodiaminą. Monomery te otrzymuje się: • z benzenu

  17. O O - H O NH OH CN 2 4 H N C (CH ) C N H (CH ) COOH HOOC 2 2 4 2 CN 2 4 H , NH 2 3 N H H N (CH ) 2 6 2 2 Surowce do otrzymywania poliamidu 66 • z kwasu adepinowego

  18. Surowce do otrzymywania poliamidu 66 • z butadienu Cl2 H KCN 2 CN H C Cl N H H N (CH ) 2 2 C H 2 2 6 2 CN Cl

  19. Surowce do otrzymywania poliamidu 66 • furfurolu Furfurol uzyskuje się z surowców roślinnych (len, konopie) poprzez hydrolizę kwasową pentazonów

  20. + NH+ (CH ) NH+ N H H N (CH ) (CH ) COOH HOOC 3 2 6 3 2 2 2 6 2 4 (CH ) COO- -OOC 2 4 Surowce do otrzymywania poliamidu 66 Warunkiem uzyskania PA 66 o określonym ciężarze cząsteczkowym jest zachowanie ściśle równomolowego stosunku substratów. Uzyskuje się to wytwarzając sól AH (tzw. heksasól), będącą produktem reakcji jednej cząsteczki kwasu adepinowego i jednej cząsteczki heksametylenodiaminy. Sól AH ma postać białego krystalicznego proszku o Tt=190-191°C i jest rozpuszczalna w wodzie. Otrzymywanie soli AH jest oddzielnym procesem.

  21. Otrzymywanie soli AH – schemat instalacji amina metanol kwas metanol roztwór roztwór N 2 50% 20% wytrącalnik mieszalnik wirówka sol AH metanol 95% soli w pozostałe 5% po odparowaniu metanolu rozpuszcza się w wodzie i wytraca z metanolu

  22. Instalacja do otrzymywania poliamidu 66 metodą ciągłą Cały proces trwa 6-8h. Proces ciągły utrudnia wysoka temperatura topnienia poliamidu 66 i heksasoli. kwas octowy sól AH o 220 C 1-2h para o N 220 - 2 6 0 C 2 1-1,5h p=2MPa po tym czasie zbiornik konwersja 100% woda voc wytłaczanie polimeru PA 66

  23. Ze względu na dobre właściwości użytkowe poliamid 66 znajduje zastosowanie do wyrobu: włókien żyłek wędkarskich szczeciny syntetycznej izolacji przewodów elektrycznych kształtek metodą wtryskową Zastosowanie poliamidu 66

  24. CO N H (CH ) n 2 3 n O N H Otrzymywania poliamidu 4 Poliamid 4 otrzymuje się w wyniku anionowej polimeryzacji 2-pirolidonu:

  25. Właściwości poliamidu 4 Włókna z poliamidu 4 charakteryzują się: • doskonałą odpornością na utlenienie • na ścieranie • dobrą elastycznością • stabilnością wymiarów • absorpcją wilgoci zbliżoną do włókien bawełnianych • są nietopliwe • właściwości mechaniczne są porównywalne z poliamidem 6

  26. Zastosowanie poliamidu 4 • produkcja ręczników • konfekcji • skarpet • dzianin • ubiorów sportowych • dywanów • pluszu • folie opakowaniowe • wzmacnianie papieru

  27. Surowce do otrzymywania poliamidu 11 Otrzymywanie z aminokwasu i kwasu ω-aminoundekanowego: (n - 1 ) H O + NH (CH ) CO H N (CH ) COOH H O H n 2 n 2 10 2 2 10 n

  28. Właściwości poliamidu 11 Poliamid 11 jest: • pólprzezroczystą, bezbarwną masą podobną do rogu o gęstości 1,04 – 1,10 g/cm3 i temperaturze topnienie 182 - 185°C • odporny na światło i takie czynniki chemiczne jak: • zasady • rozcieńczone kwasy mineralne • i roztwory utleniaczy

  29. Zastosowanie poliamidu 11 Poliamid 11 stosuje się: • do wyrobu włókna ciągłego (produkowane we Francji pod nazwą Rilsan) • do wytwarzania kół zębatych łożysk samosmarujących • w postaci proszku do natryskowego powlekania powierzchni metalowych

  30. Właściwości poliamidów alifatycznych • duża twardość • barwa od białej do żółtej • duża wytrzymałość • duża sztywność • duża twardość • wysoka temperatura ugięcia pod obciążeniem • duża odporność na ścieranie • dobra przetwarzalność • właściwości zależą od struktury: • wraz ze wzrostem liczby wiązań amidowych rośnie Tt, sztywność i twardość, palność, chłonność wody

  31. Właściwości poliamidów alifatycznych • parzysta liczba węgli w składniku aminowym to Tt wyższa niż w nieparzystych • polimery polarne więc rozpuszczają się w H2SO4st., HClst., fenolach, aminach • odporne na oleje, paliwa, słabe roztwory zasadowe, estry, ketony • pod wpływem UV żółkną

  32. Przetwórstwo poliamidów Metody przetwarzania: • metody takie jak w obróbce termoplastów • wtrysk • wytłaczanie • przędzenie włókien • natrysk płomieniowy • odlewanie odśrodkowe

  33. uchwyt ręczny Przetwórstwo poliamidów Większość poliamidów przetwarza się ze stopionego polimeru. Otrzymywanie włókien: stopiony PA formuje się w głowicy przędzalniczej z dyszami ( z otworami, filiery ) → kilka tysięcy włókienek elementarnych → przędzenie nici szybko lub przez rozciąganie .

  34. Zastosowanie poliamidów alifatycznych • spadochrony • pasy ratunkowe • pasy bezpieczeństwa • sieci rybackie • liny • taśmy transportowe • węże strażackie

  35. Poliamidy aromatyczne (Aramidy) Wprowadzenie do łańcucha poliamidowego pierścienia alicyklicznego lub aromatycznego powoduje polepszenie odporności cieplnej produktu. Spośród różnego rodzaju poliamidów na uwagę zasługuje poliheksametylenotereftalamid zwany Poliamidem 6T. Otrzymuje się go przez polikondensację soli kwasu tereftalowego i heksametylenodiaminy. Sól kwasu tereftalowego jest łatwym do oczyszczenia związkiem krystalicznym, a zastosowanie jej do polikondensacji zapewnia zachowanie równomolowego stosunku grup funkcyjnych w toku procesu.

  36. O O C N H C H N H C 2 n 6 PA 6T 1,6-diaminoheksan + kwas tereftalowy Poliamid 6T

  37. Poliamidy aromatyczne (Aramidy) Aramidynp. Poli(m-fenylenoizoftalamid) Nomex (USA), Feniłon (WNP) otrzymuje się z aromatycznych diamin i chlorków aromatycznych kwasów dikarboksylowych w rozpuszczalnikach dipolarnych np. dimetyloacetamidzie. Poli(p-fenylenoamid) z kwasu p-aminobenzoesowego - Kevlar ,( du Pont ) Twaron(Akzo Nobel) Kevlar (1,4) Nomex (1,3)

  38. Poliamidy aromatyczne (Aramidy) Włókna z poliamidówaromatycznych mogą być formowane na sucho przez odparowanie rozpuszczalnika lub na mokro przez wytrącenie polimeru w postaci włókna w roztworze koagulacyjnym. Jako kompiele koagulacyjne są stosowane wodne roztwory rozpuszczalnika (alkoholi lub dimetyloformamidu)

  39. Właściwości poliamidów aromatycznych Właściwości poliamidów aromatycznych zależą od izomerycznej budowy merów, sekwencji wiązań atomowych z pierścieniami benzenowymi oraz od budowy wiązań wodorowych. • bardzo duży moduł sprężystości • wytrzymałość mechaniczna • dobra ognio i chemoodporność

  40. Zastosowanie poliamidów aromatycznych Mogą być stosowane jako: • napełniacze wzmacniające do kompozytów polimerowych • do budowy elementów pojazdów, samolotów, sprzętu sportowego • z Kevlaru wykonuje się żagle jachtów pełnomorskich, kamizelki kuloodporne, rękawiczki dla rzeźników i szklarzy • blendy Nomexui Kevlaru stosowane są do wyrobu ubrań ognioodpornych dla strażaków. • Nomex jest stosowany do wyrobu elastomerów na opony olbrzymich ciężarówek.

More Related