[發明專利]聚酰胺的制備方法及其制備的尼龍纖維

有效

• 申請號: 201910353480.2
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN109972228B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 劉馳;秦兵兵;鄭毅;劉修才
• 申請（專利權）人: 上海凱賽生物技術股份有限公司;CIBT美國公司
• 主分類號: D01F6/80
• 分類號: D01F6/80;D01F6/60;C08G69/28;D01D11/00
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 于寶慶;李華

本發明提供了一種聚酰胺的制備方法，包括將尼龍鹽水溶液先進行預縮聚獲得預聚物，然后再將預聚物進一步脫水縮合，獲得尼龍56熔體。所述尼龍56熔體可以通過直接紡絲制備尼龍纖維。本發明所制備的高性能尼龍纖維，可以進一步用于制成紗線、梭織布、針織布或無紡布等紡織材料，能夠應用于衣料服裝、產業、裝飾地毯等領域，具有廣闊的工業應用前景。

技術領域

本發明涉及聚酰胺及尼龍纖維的制備方法，具體為一種尼龍56及其纖維的制備方法。

背景技術

尼龍纖維是世界上最早投入工業化生產的合成纖維之一，產量在合成纖維中居第二位。尼龍低旦絲(200～700dtex)具有斷裂強度高、耐磨、耐疲勞、耐沖擊、尺寸穩定性好等特點，被廣泛應用于軍工產品、橡膠骨架材料、安全氣囊絲及繩、網、索類、篷布、工業濾布等領域；同時因其手感柔軟、質感輕盈、懸垂性好、透氣吸濕、彈性好、易于加工等良好的服用性，在高檔縫紉線用絲、T恤衫用絲、雨傘面料、運動紡織品等領域擁有良好的市場前景。

其中，尼龍6(PA6)和尼龍66纖維占據尼龍纖維90％以上的市場份額。然而，兩者在聚合與紡絲過程中都存在自身的缺點，導致經濟效益下降。對于PA6，由于其聚合后的熔體中存在較多未反應的單體，因此無法實現聚合后熔融直接紡絲，聚合后的熔體必須經冷卻、切粒后用水洗去未反應的單體，再干燥、熔融才能進行紡絲，如此造成了大量能源的浪費和對環境的污染。對于PA66，由于其結晶速度過快，導致可紡性較差，尤其在紡制細旦絲時，其染色均勻率更加不易控制，同時PA66的高熔點及其結構方面的原因，導致在紡絲過程中易出現交聯現象，以上問題的存在使得PA66的紡絲成本較PA6高出一萬多元/噸。

此外，目前的尼龍基本上都是以石油的衍生物作為原料制得，例如市場占有量最大的尼龍6和尼龍66，它們的原料己內酰胺和己二酸是通過苯類同系物經過加氫再氧化等一系列反應制得，己二胺是通過丁二烯或丙烯腈先合成己二腈再通過催化加氫方法制備，整個合成工藝復雜，且存在一定污染。

長期以來，人們期待著使用通過從空氣中吸收二氧化碳來生長的可再生植物資源作為起始材料，來制備與現有品種尼龍性能相當的綠色尼龍，解決對非再生能源的依賴，建造循環型社會。在這樣的背景下，對于通過賴氨酸脫羧得到的1,5-戊二胺作為原料制得的尼龍，尤其是尼龍56(聚酰胺56，PA56)，其作為植物來源的聚合物令人非常期待。

目前世界上主要的連續聚合工藝研究的都是針對聚酰胺66的聚合，具體而言，該工藝流程的主要環節為：濃縮→高壓預縮聚→閃蒸→常壓或真空縮聚。

杜邦公司作為世界范圍內知名的聚酰胺生產商，對聚酰胺66的連續聚合工藝進行了改進，其獨特的連續聚合工藝主要包括以下環節：高壓濃縮預縮聚→閃蒸→常壓縮聚。然而，不論是哪種縮聚方法，都存在以下問題：1)預縮聚效果不好，只能得到分子量較低的預聚物，加大了后續聚合的時間和能耗。2)整個聚合工藝體系中水分較多，較多水分的存在會增大逆反應發生的趨勢，對聚酰胺聚合不利，而除水過程不但困難，而且復雜。例如：若采用蒸發取去水，則水蒸發潛熱導致聚酰胺發泡、固化，且反應期間液面的變化導致殘留在反應器壁上的聚酰胺降解。

現有技術專利CN 102585216B提及到的聚酰胺的簡化的反應流程聚合方法，依然存在上述問題。非專利文獻1(J.Polym.Sci.2,306,1947)中記載了通過加熱縮聚法制成的尼龍56。然而，其與非專利文獻2(J.Polym.Sci.2,306,1947)、非專利文獻3(CN200980118941.2)通過界面縮聚法制得的尼龍56相比，熔點低且耐熱性劣化。但是，界面縮聚法工序又非常復雜，難以在工業上適用。

發明內容

針對上述現有聚酰胺、尼龍纖維和制備技術存在的不足，本發明的目的是提供一種利用聚酰胺的制備方法，以及利用聚合后尼龍熔體直接紡絲來制備尼龍56纖維的方法以及通過該方法制備的適用于不同應用領域性能要求的尼龍56纖維。