Албан ёсоор гексаметилендиаммониум адипат гэж нэрлэгддэг нейлон 66 давс нь гексаметилендиамин (HMDA) болон адипины хүчлийн яг тэнцүү бүтээгдэхүүн юм. Энэ нь өндөр механик бат бэх, дулааны тогтвортой байдлын ачаар инженерийн хуванцарт давамгайлдаг нейлон 66 полимерийн шууд урьдал бодис юм. Усан уусмал дахь талст ионы нэгдэл хэлбэрээр олддог энэхүү давс нь нейлон 66 ширхэг болон давирхайг үүсгэдэг доод урсгалын поликонденсацийн процесст зайлшгүй шаардлагатай өвөрмөц шинж чанарыг харуулдаг. Молекулын бүтэц нь HMDA-аас эерэг цэнэгтэй аммонийн хэсгүүд болон адипины хүчлээс сөрөг цэнэгтэй карбоксилатын бүлгүүдийг агуулдаг бөгөөд ионы тор эсвэл ууссан үед полимержихэд бэлэн дискрет ионуудыг үүсгэдэг.
Бүтцийн тогтмол байдал болон цэвэршилт нь полимерийн молекулын жин, талст чанар, дулааны профайлд шууд нөлөөлдөг. Лабораторийн болон үйлдвэрлэлийн судалгаагаар спектроскопийн болон рентген дифракцийн техникийг ашиглан 1:1 ионы хатуу харьцааг баталгаажуулж, энэхүү стехиометрийг эцсийн бүтээгдэхүүний бат бөх гүйцэтгэлд чухал ач холбогдолтой гэж тогтоожээ. Бага зэргийн хазайлт ч гэсэн гинжин хэлхээний жигд байдлыг алдагдуулж, механик шинж чанар муудахад хүргэдэг.
Nylon 66 давс бэлтгэх
*
Шугаман H2N-(CH2)6-NH2 бүтэцтэй гексаметилендиамин нь давс үүсгэх терминалын амин бүлгийг хүргэдэг диамин бүрэлдэхүүн хэсэг болж үйлчилдэг. Адипины хүчил болох HOOC-(CH2)4-COOH нь үүнийг реактив карбоксил функцээр нөхдөг. Тэдгээрийн үйл ажиллагааны бүрэн бүтэн байдал, өндөр цэвэршилт нь шийдвэрлэх хүчин зүйл болдог: HMDA нь олигомер болон органик ул мөрийг арилгахын тулд ихэвчлэн нэрэх эсвэл талсжуулдаг бол адипины хүчил нь будагч бодис, органик болон металл бохирдуулагчийг зайлуулахын тулд дахин талсжих, шүүх, заримдаа ион солилцоонд ордог. 99.5%-иас дээш цэвэршилт нь үйлдвэрлэлийн хэмжээнд чиглэгддэг; ул мөр бохирдуулагч нь ч полимерийн чанарыг доройтуулж, бэлэн бүтээгдэхүүний өнгийг өөрчлөх эсвэл цаашдын урвалд катализаторыг хордуулж болзошгүй.
Нейлон 66 давсны үйлдвэрлэлийн гол цөм нь энгийн боловч нягт хяналттай саармагжуулах урвал юм. Усан уусмалд HMDA нь адипины хүчлийн карбоксил бүлгээс протонуудыг хүлээн авч, аммонийн ионуудыг үүсгэж, нэгэн зэрэг карбоксилат үүсгэдэг. Энэхүү хүчил-суурь харилцан үйлчлэлийг сайтар зохицуулдаг:
H2N-(CH2)6-NH2 + HOOC-(CH2)4-COOH → [H2N-(CH2)6-NH3+][OOC-(CH2)4-COO−] (нейлон давс, усан)
Механикийн хувьд анхны холбоо барих нь диаминыг хэсэгчлэн протонжуулж, цвиттерион завсрын нэгдэл үүсгэдэг. Дуусгах нь протоны бүрэн дамжуулалт болон саармагжуулалтаас хамаарна. рН-ийг хүчил-суурь эквиваленттай тэнцүү байдлын тэмдэглэгээ болгон төвийг сахисан буюу 7-д ойртохоор зохион бүтээсэн. Хамгийн оновчтой температур нь урвалын кинетик болон дараагийн давсны талсжилтыг хоёуланг нь сайжруулдаг; практикт 25°C-аас 100°C хүртэлх температурыг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч рН эсвэл температурын хэт туйлшрал нь урвалыг удаашруулж эсвэл дайвар бүтээгдэхүүн гаргаж авахад хүргэдэг: хэт хүчиллэг эсвэл шүлтлэг нөхцөл нь давсны бүрэн бус үүсэлтийг бий болгож, уусах чадвар болон талстын хэлбэрийг өөрчилж болно. Орчин үеийн чанарын баталгаажуулалт нь зөв стехиометрийг баталгаажуулж, процессын гажуудлаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд шугаман рН болон дамжуулах чанарын хэмжилтийг ихэвчлэн тасралтгүй хянадаг.
Урвалжийн аль нэг бодисын илүүдэл эсвэл дутагдал нь давсны болон цаашлаад нейлон полимерийн функциональ төгсгөлийн бүлгүүдийг гажуудуулдаг. Энэ нь гинжин хэлхээний урт, полидисперс чанар, суналтын шинж чанарт нөлөөлдөг. Давсны уусмалын нягтрал ба процессын хяналтын хоорондын хамаарлыг орчин үеийн үйлдвэрлэлийн практикт онцолсон байдаг.бодит цагийн шингэний нягтралын хэмжилтболон шингэний нягтрал хэмжигчийг нарийн тохируулах нь нейлон 66 давс бэлтгэх үйл явцын салшгүй хэсэг юм. Зөв нягтралын хяналт нь зөвхөн багц хоорондын жигд байдлыг хангахаас гадна дараагийн полимержилт эсвэл хадгалалтад шаардлагатай ханасан болон хэт ханасан давсны уусмалыг хянах боломжийг олгодог.
Товчхондоо, саармагжуулах химийн урвал, рН болон температурын хяналт, HMDA болон адипины хүчлийн ер бусын цэвэршилтийн хоорондын тэнцвэртэй харилцан үйлчлэл нь нейлон 66 давс үйлдвэрлэх үйл явцыг амжилттай дэмжиж байна. Энэхүү нарийвчлал нь нейлон 66 полимер үйлдвэрлэлийн бүхэл бүтэн замын чанарыг, эцэст нь автомашин, нэхмэл, цахилгааны бүтээгдэхүүний шугам дахь материалын үйлдвэрлэлийн ашиг тусыг тодорхойлдог.
Алхам алхмаар Nylon 66 давс бэлтгэх үйл явц
Нейлон 66 давс бэлтгэх үйл явц нь нейлон 66 давс үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай хоёр үндсэн мономер болох адипины хүчил ба гексаметилендиамины тусдаа усан уусмал бэлтгэхээс эхэлдэг. Адипины хүчил нь ихэвчлэн 30-60°C температурт ионгүйжүүлсэн усанд тунгалаг уусмал үүсэх хүртэл уусдаг. Гексаметилендиамин нь ижил процедурыг давж, аминаар баялаг уусмал үүсгэдэг. Хоёр уусмалыг хоёуланг нь цаашдын урвалд орохоос өмнө тоосонцорыг арилгахын тулд нарийн шүүдэг бөгөөд энэ нь харьцааг нарийн хянах, оновчтой процессын урсгалыг хангахын тулд давсны уусмалын нягтралыг хэмжихэд тусалдаг.
Хяналттай, температурын зохицуулалттай холих нь стехиометрийн 1:1 молийн харьцаанд хүрэхэд чухал ач холбогдолтой, учир нь бага зэргийн хазайлт нь полимержих үр ашиг болон давирхайн шинж чанарт сөргөөр нөлөөлдөг. Хоёр уусмалыг аажмаар, ихэвчлэн дуслаар, үр ашигтай хутгах төхөөрөмжөөр тоноглогдсон бүрхүүлтэй реакторт нэвтрүүлдэг бөгөөд энэ нь холих хурдыг сайтар хянах боломжийг олгодог. Нарийн хяналттай температур нь орон нутгийн хэт халалт, дутуу талсжих, эсвэл хүсээгүй гидролизээс сэргийлж, нейлон 66 давсны урвалын жигд орчинг бүрдүүлдэг.
Нейлон 66 үйлдвэрлэх явцад холих болон саармагжуулах урвалын туршид саванд ихэвчлэн азот агуулсан инертийн хийн бүрхүүл хадгалагддаг. Энэхүү инертийн агаар мандлын хамгаалалт нь исэлдэлтийг хурдасгах эсвэл карбонат/бикарбонатын хольцыг оруулж, давсны чанарыг доройтуулж болзошгүй агаар мандлын хүчилтөрөгч болон нүүрстөрөгчийн давхар ислийг зайлуулахад чухал үүрэгтэй. Идэвхгүй хий нь мөн бүтээгдэхүүний нягтрал болон хадгалалтын тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь өндөр зэрэглэлийн хэрэглээнд зайлшгүй шаардлагатай.
Хяналттай холилт үргэлжлэх тусам орон нутгийн стехиометр болон холих хурдаас хамааран карбоксил эсвэл амин төгсгөлтэй завсрын төрөл зүйл үүсч болно. Бүрэн саармагжуулах нь хүссэн нейлон 66 давсыг (AH давс гэгддэг) гаргаж авдаг бөгөөд энэ нь нягт тодорхойлогдсон стехиометр ба молекулын жигд байдлыг агуулдаг. Саармагжуулах урвал нь хүчил-суурь химийн зарчмуудыг дагаж мөрддөг бөгөөд илүүдэл хүчил эсвэл суурийн бүлгүүд нь гинжин хэлхээний өсөлтөд саад учруулж, эцсийн полимерийн молекулын жин болон чанарт нөлөөлдөг тул дараагийн полимержилтийг тогтвортой явуулахын тулд саармагжуулахын тулд нарийн рН (рН 7-7.3) хүрэх нь зайлшгүй шаардлагатай.
рН-ийн хяналт болон бодит цагийн титрлэлт нь нягт хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг олгодогсаармагжуулах, орон нутгийн хэт эсвэл дутуу саармагжуулалтаас зайлсхийхийн тулд холих дараалал болон хурдыг оновчтой болгохыг баталгаажуулдаг. Орчин үеийн кинетик загварууд нь стехиометрийн бага зэргийн тэнцвэргүй байдал нь полимержилтийн үр ашгийг мэдэгдэхүйц бууруулдаг болохыг баталж байна.
Саармаг давс үүссэний дараа процесс нь өндөр цэвэршилттэй бүтээгдэхүүнийг баталгаажуулахын тулд цэвэршүүлэх үе шатуудаар дамждаг. Бүдүүн ширхэгтэй шүүлтүүрээс субмикрон шүүлтүүрийн орчин руу шилжих олон үе шаттай шүүлтүүрийн стратеги нь түүхий эд эсвэл боловсруулалтын усаар нэвтрүүлсэн металл ионууд, тоосонцор, органик үлдэгдлийг зайлуулдаг. Үүний дараа ион солилцооны боловсруулалт хийгддэг бөгөөд нейлон 66 давсны чанарт сөргөөр нөлөөлдөг сульфат, кальци, натрийн ион зэрэг уусдаг органик бус хольцыг гаргаж авдаг. Дараа нь хольцыг өтгөрүүлж, хяналттай талсжилтад оруулж, оптик тунгалаг, өнгө эсвэл манантай түвшинд цэвэршүүлсэн давсны талстуудыг үүсгэдэг.
Чанарын хяналтыг үйлдвэрлэлийн зориулалттай давс бэлтгэх аргуудтай нягт уялдаатайгаар хийдэг бөгөөд үе шат бүрт хэт ягаан туяаны шингээлт болон оптик цэвэр байдлыг тасралтгүй хянадаг. Хэт ягаан туяаны индекс бага байх нь чухал бөгөөд өндөр индекс нь хромофор хольц байгааг илтгэдэг бөгөөд энэ нь эцсийн нейлон 66 полимер бүтээгдэхүүний өнгийг өөрчилж, утас эсвэл хэвэнд оруулсан эд ангиудад согог үүсгэж болзошгүй юм. Өндөр үнэ цэнэтэй полимержих процессын хувьд харааны болон спектроскопийн шалгалт нь өнгөгүй, оптик цэвэр давсыг баталгаажуулж, урсгалын доод хэсэгт шарлах, механик нийцгүй байдлаас урьдчилан сэргийлдэг.
Химийн процесст нягтын хяналт хийх, ялангуяа шингэний нягтрал хэмжих техник болон Lonnmeter-ийн үйлдвэрлэсэн шиг шугаман нягтрал хэмжигчийг ашиглах нь нэмэлт хамгаалалтыг нэмэгдүүлдэг. Эдгээр багажууд нь давсны уусмалын эцсийн концентрацийг баталгаажуулж, процессын давтагдах чадварыг дэмждэг. Шингэний нягтрал хэмжигчийг нарийн тохируулах нь хатуу бодисын агууламжийн нарийн хазайлтыг илрүүлэхэд чухал ач холбогдолтой бөгөөд энэ нь талстжилт болон дараагийн полимержих үе шатуудад шууд нөлөөлдөг.
Нейлон 66 давс бэлтгэх процесст хатуу цэвэршүүлэлт болон чанарын хяналтыг нэгтгэх нь гарц болон полимерийн гүйцэтгэлийг хоёуланг нь дэмждэг. Хэт ягаан туяаны индексээс эхлээд рН болон нягтрал хүртэлх цогц аналитик хяналт нь үйлдвэрлэлийн полимер хэрэглээнд тохиромжтой өндөр цэвэршилттэй, оптик тунгалаг, стехиометрийн тэнцвэртэй давсыг тогтвортой үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.
Аж үйлдвэрийн нейлон 66 давсны үйлдвэрлэл: Масштабжуулалт ба процессын оновчлол
Аж үйлдвэрийн хэмжээнд давс үүсэх
Аж үйлдвэрийн нейлон 66 давс бэлтгэх үйл явц нь адипины хүчил ба гексаметилендиамины хоорондох саармагжуулах урвал дээр төвлөрдөг. Лабораторийн үйл ажиллагаанаас үйлдвэрийн үйл ажиллагаа руу шилжих нь цуврал саармагжуулахыг тасралтгүй процесс болгон хувиргах явдал бөгөөд урвалжууд нь нарийн хяналттай нөхцөлд нэгдэж, нейлон давс гэж нэрлэгддэг гексаметилендиаммониум адипат үүсгэдэг.
Том хэмжээний нейлон 66 давсны үйлдвэрлэлд түүхий эдийн тогтвортой чанар маш чухал юм. Адипины хүчил эсвэл гексаметилендиамины цэвэршилтийн хувьсах чанар нь стехиометрт шууд нөлөөлж, хэрэв зохицуулаагүй бол бүтээгдэхүүн нь стандартаас гаждаг. Тэжээлийн систем нь түүхий эдийн хангамж болон температурын дээд урсгалын хэлбэлзлийг нөхөж, тогтвортой тунгаар хангах ёстой.
Холих жигд байдал нь бас нэг гол тулгуур юм. Аж үйлдвэрийн реакторууд нь бүрэн бус саармагжуулалтад хүргэдэг концентрацийн градиентээс зайлсхийхийн тулд өндөр эрчимтэй хутгалтад суурилдаг. Муу холих нь урвалд ороогүй хүчил эсвэл амины хонхорхой үүсгэдэг бөгөөд тогтворгүй рН болон хувьсах хайлах цэг бүхий давс үүсгэдэг. Орчин үеийн үйлдвэрүүд нь ялангуяа хэлбэлзэлтэй түүхий эдийн урсгалтай ажиллах эсвэл нарийн стехиометр шаардлагатай үед илүү сайн холих, нэгэн төрлийн бүтээгдэхүүний гарц авахын тулд тасралтгүй хутгах савтай реактор (CSTR) ашигладаг. Илүү энгийн химийн хувьд болон шугаман урсгалыг илүүд үздэг газруудад залгуурын урсгалын реакторууд (PFRs) нь илүү нягт байрлах хугацааны тархалт, орон нутгийн температурын огцом өсөлтийг санал болгодог боловч CSTRs-ийн бүрэн холих чадваргүй байдаг.
Температурын хяналт нь процессын тогтвортой байдлыг дэмждэг. Экзотермик саармагжуулалт нь оновчтой температурыг хадгалахын тулд бүрхүүлтэй сав эсвэл дулаан солилцуур шаарддаг - ихэвчлэн 210°C орчим. Энэ цэгээс дээш эсвэл доош хэлбэлзэл нь давсны гидролиз эсвэл талсжилт муутай болж, цаашдын полимержилтийг саатуулдаг.
Аж үйлдвэрийн бүтээгдэхүүний шугам ба тоног төхөөрөмж
Том хэмжээний нейлон 66 давсны урвалын тоног төхөөрөмж нь бат бөх хийц, нарийн хяналтын технологийг нэгтгэснээрээ онцлог юм. Реакторын сонголтууд нь голчлон үр ашигтай хутгалт болон найрлагын жигд байдгаараа давуу талтай CSTR болон жигд холилт бага чухал байдаг өндөр хүчин чадалтай тасралтгүй урсгалыг хөнгөвчилдөг PFR-ийн хооронд явагддаг.
Аж үйлдвэрийн холих системийг хүчил ба диамины урсгалыг хурдан бөгөөд бүрэн холих зориулалттайгаар зохион бүтээдэг. Өндөр зүсэлттэй импеллер болон дахин эргэлтийн гогцоо нь их хэмжээний эзэлхүүн эсвэл зуурамтгай чанарын өөрчлөлтөөс үл хамааран урвалжуудыг жигд тарааж, халуун цэгүүд болон бүрэн бус саармагжуулалтын эрсдлийг бууруулдаг.
Шугаман процессын хяналтын системүүд нь үе шат бүрийг хянах, баримтжуулахад зайлшгүй шаардлагатай. Шугаман рН зонд, температур мэдрэгч, дэвшилтэт шугаман нягтрал хэмжигч (Lonnmeter-ийн үйлдвэрлэсэн гэх мэт) нь орчин үеийн суурилуулалтын салшгүй хэсэг юм. Бодит цагийн шингэний нягтралын хэмжилт нь операторуудад процессын туршид давсны зөв концентраци, найрлагыг хангах боломжийг олгодог. Эдгээр нягтралын хяналтын шийдлүүд нь давсны чанарыг тогтвортой байлгахын тулд тэжээлийн хурд болон температурыг цаг тухайд нь тохируулах боломжийг олгодог санал хүсэлтийг өгдөг. Шингэний нягтрал хэмжигчийг тогтмол тохируулж, үйлдвэрлэлийн өөрчлөгдөж буй нөхцөлд өгөгдлийн нарийвчлалыг хангахын тулд сайн тодорхойлогдсон давсны уусмалыг ашиглан гүйцэтгэдэг.
Нейлон 66 давсны уусмалын зэврэлт болон гигроскопийн шинж чанараас шалтгаалан аюулгүй харьцах протокол заавал байх ёстой. Хадгалах савнууд нь зэврэлтэнд тэсвэртэй хайлшаар хийгдсэн бөгөөд чийг шингээх, бохирдохоос сэргийлдэг бүрхүүлийн системтэй. Хаалттай тээвэрлэлтийн хоолой, автоматжуулсан ачих систем, асгарсан бодисыг хадгалах онцлог нь давсны уусмалыг хадгалах, тээвэрлэх явцад хүрээлэн буй орчин болон ажилчдын эрсдэлийг багасгахад хувь нэмэр оруулдаг.
Бүтээгдэхүүний тогтвортой байдлын процессыг оновчтой болгох
Нейлон 66 давс үйлдвэрлэхэд бүтээгдэхүүний тогтвортой байдлыг хадгалахын тулд процессын параметрүүдийг нарийн тохируулах шаардлагатай. Нейлон 66 полимерийн эцсийн шинж чанарын чухал шинж чанар болох зорилтот зуурамтгай чанар нь давс үүсэх болон дараагийн полимержих үеийн урвалын нөхцлийг хатуу хянахаас хамаарна.
Хазайлт нь саармагжуулалтын зэрэг болон давсны уусах чадварыг өөрчилдөг тул температурыг ойролцоогоор 210°C-д хатуу хүлцэлтэйгээр хадгалдаг. Поликонденсацийн өмнөх үе шатанд ихэвчлэн 1.8 МПа орчимд тохируулдаг даралтын хяналт нь зөв фазын төлөв байдал болон урвалын кинетикийг баталгаажуулдаг. Реакторт байх хугацааг бүрэн хувиргалтыг хангахын тулд тохируулж, бүтээгдэхүүнийг задалж болзошгүй хэт их дулааны нөлөөллөөс зайлсхийдэг. Энэхүү тэнцвэржүүлэх үйлдлийг шугаман зуурамтгай чанар ба нягтралын хэмжигчээс авсан өгөгдлийг ашиглан улам боловсронгуй болгодог.
Катализаторын сонголт болон тун нь давс үүсэх үе шат болох нейлон 66 полимержих үе шатанд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг. Молекул жинг оновчтой болгож, полимер гинжин хэлхээний үр ашигтай өсөлтийг дэмжихийн тулд катализаторын ердийн тун нь ойролцоогоор 0.1 жингийн% байдаг. Хэт их тун нь урвалыг хурдасгаж болох боловч хяналтгүй салаалалт эсвэл өнгө үүсэх эрсдэлтэй; дутуу тун нь полимержих болон механик шинж чанарыг саатуулдаг. Катализаторыг зөв хэмжих, хурдан холих нь ихэвчлэн давсны тэжээлтэй уусмалд оруулах нь нийт үр ашгийг нэмэгдүүлдэг.
Эдгээр параметр бүрийг чанарын өгөгдөлд үндэслэн бодит цаг хугацаанд динамикаар тохируулдаг. Жишээлбэл, нягтралын хяналт нь илүүдэл буюу хангалтгүй саармагжуулалтыг илтгэх хазайлтыг илрүүлбэл урвалжийн тэжээлийн хурдыг зохих ёсоор нь тохируулдаг. Энэхүү санал хүсэлтийн гогцоо нь харьцаанаас гажсан давс үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхэд чухал ач холбогдолтой бөгөөд энэ нь хожим нь полимерийн зуурамтгай чанар болон эцсийн хэрэглээний гүйцэтгэлд аюул учруулж болзошгүй юм.
Давсны уусмалын нягтрал: Хяналт ба хэмжилтийн стратегиуд
Давс бэлтгэхэд нягтралыг хянахын ач холбогдол
Нейлон 66 давс бэлтгэх явцад нягтралыг хянах нь зайлшгүй шаардлагатай. Гексаметилендиамин ба адипины хүчлийн хоорондох стехиометрийн урвал нь давс үүсгэдэг бөгөөд түүний цэвэршилт болон нейлон 66 полимер үйлдвэрлэх процесст тохирох байдал нь уусмалын нягтралаар шууд тусгагддаг. Нарийвчилсан нягтралын хэмжилт нь урвалжийн концентрацийг харуулж, хүчил ба амины тэнцвэрийг тодруулж, хувиргалтын гүйцэтгэл болон усны агууламжийг харуулдаг.
Давсны уусмалын оновчтой нягтралыг хадгалах нь чухал юм. Бага зэрэг хазайлт нь илүүдэл хүчил эсвэл амин зэрэг стехиометрийн бус байдлыг ил гаргаж, полимержих үр ашгийг бууруулж, молекулын жингийн тархалтад нөлөөлж, эцсийн шинж чанар муудахад хүргэдэг. Жишээлбэл, химийн дахин боловсруулалтын үед хүчилээр катализжуулсан гидролизийн үед уусмалын нягтралын өөрчлөлт нь полимер доторх устөрөгчийн холбоог өөрчилж, ферментийн хүртээмж болон мономерын нөхөн сэргээх түвшинд үндсэндээ нөлөөлдөг. Энэ үе шатанд нягтралыг хангалтгүй хянах нь бүрэн бус хувиргалт эсвэл хаягдалд хүргэж, ургамлын ургац болон тогтвортой байдлын үзүүлэлтэд шууд нөлөөлдөг.
Аж үйлдвэрийн химийн бүтээгдэхүүний шугамын баримт бичигт автомат нягтралын хяналт нь тогтвортой, өндөр цэвэршилттэй давс үйлдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд үүний зэрэгцээ хаягдлыг багасгах, бүтээмжийг оновчтой болгох, процессын шаардлагыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг гэж мэдээлсэн. Зохицуулалт болон тогтвортой байдлын дарамт нэмэгдэж, процессын хяналтыг чангатгах, үр ашгийг дээшлүүлэх шаардлагатай болсон тул энэ нь чухал болсон.
Шингэний нягтралыг хэмжих аргууд
Түүхээс харахад пикнометр эсвэл гидрометр зэрэг аргууд нь давсны уусмалын нягтралыг хэмждэг байсан боловч нарийвчлал болон гар аргаар хийсэн оролцоо хязгаарлагдмал байсан тул үйлдвэрлэлийн тасралтгүй хяналтад тохиромжгүй болгодог. Орчин үеийн үйлдвэрлэлийн практикт автоматжуулсан, өндөр нарийвчлалтай шугаман багаж хэрэгслийг илүүд үздэг.
Хэлбэлздэг U хэлбэрийн нягтрал хэмжигч нь давсны уусмалын нягтралыг хэмжих салбарын стандарт болж өгдөг. Зарчим нь энгийн: давсны уусмалаар дүүргэсэн U хэлбэрийн хоолой нь шингэний нягтралын өөрчлөлттэй зэрэгцэн өөрчлөгддөг давтамжтайгаар хэлбэлздэг. Илүү нягт шингэн нь хоолойг илүү удаан хэлбэлзэхэд хүргэдэг тул мэдрэмтгий электроникууд энэ давтамжийн өөрчлөлтийг хэмжиж, нягтралыг шууд унших хэрэгсэл болгон хувиргадаг.
Зэвэрдэггүй ган эсвэл тусгай хайлш гэх мэт хоолойн материалыг сонгохдоо давсны уусмалтай химийн нийцтэй байдлыг харгалзан үздэг. Эдгээр тоолуур нь үйлдвэрлэлийн шугам дээр найдвартай ажиллаж, хурдан, давтагдах үр дүнг өгдөг тул нейлон 66 давс үйлдвэрлэх орчинд сайн зохицсон байдаг.
Лоннметр нь хатуу ширүүн үйлдвэрлэлийн нөхцөлд зориулагдсан бат бөх шугаман нягтрал хэмжигч үйлдвэрлэх чиглэлээр мэргэшсэн бөгөөд түрэмгий химийн орчинд ч тогтвортой ажиллагаа, давтан хэмжилтийг баталгаажуулдаг. Шугаман нягтрал хэмжигчийг процессын хоолой дээр шууд байрлуулдаг бөгөөд энэ нь нейлон 66 давс бэлтгэхтэй холбоотой багц болон тасралтгүй процессын аль алиных нь үед давсны агууламжийг бодит цагийн хяналт хийх боломжийг олгодог.
Эдгээр тоолуурыг тохируулах нь нарийвчлалтай заалтын хувьд чухал юм. Тохируулгад багажийг процессын шингэнтэй хамт ашиглахаас өмнө лавлах цэгүүдийг тогтоохын тулд тодорхой нягтралтай стандарт уусмалуудыг ашигладаг. Энэ нь хэмжсэн утга нь жинхэнэ давсны концентрацийг тусгасан байхыг баталгаажуулдаг бөгөөд энэ нь урвалын нөхцлийг хатуу хүлцлийн хүрээнд байлгахад чухал ач холбогдолтой юм.
Процессын хяналтад нягтралын өгөгдлийг нэгтгэх
Бодит цагийн нягтралын хэмжилтийг автоматжуулсан процессын хяналтад нэгтгэснээр нейлон 66 давсны үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааны гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлдэг. Үйлдвэрлэлийн процесст шууд нягтралын хэмжигчийг суулгаснаар нягтралын өгөгдлийг тасралтгүй цуглуулж, хяналтын системд дамжуулдаг.
Автоматжуулсан системүүд нь нягтралын уншилтыг давсны уусмалын урьдчилан тогтоосон оновчтой утгатай харьцуулдаг. Хазайлт илэрсэн үед систем нь операторын оролцоогүйгээр үйл явцыг техникийн шаардлагын хүрээнд буцаахын тулд урвалжийн урсгалыг өөрчлөх, усны агууламжийг засах эсвэл температурын тохиргоог өөрчлөх зэрэг бодит цагийн тохируулга хийж чаддаг.
Энэ арга нь багц хоорондын хувьсах чанараас сэргийлж, процессын хэлбэлзэл, гэнэтийн ус шингээлт эсвэл бүрэн бус саармагжуулалтыг бодит цаг хугацаанд шийдвэрлэх битүү санал хүсэлтийн гогцоог бий болгодог. Энэ нь давс бэлтгэх дараа үүсэх полимержих нөхцлийг оновчтой болгоход зайлшгүй шаардлагатай. Жишээлбэл, давсны уусмалын нягтрал нь урьдчилан таамаглах боломжтой полимер молекулын жин ба зуурамтгай чанартай хамааралтай бөгөөд инженерчлэлийн нейлон 66 бүтээгдэхүүнд шаардлагатай өндөр механик болон дулааны тогтвортой байдлыг дэмждэг.
тэргүүлэх үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаануудын жишээнүүд нь нэгтгэх үйл явцыг онцолж байнаонлайн нягтралын хэмжилтТемператур болон рН зэрэг ердийн параметрүүдтэй хамт олон хүчин зүйлийн процессыг оновчтой болгох боломжтой. Үүний үр дүнд нейлон 66 давсны урвалын үед нэгдмэл байдал нэмэгдэж, стандартаас гадуурх бүтээгдэхүүн буурч, эрчим хүч, материалын хэрэглээ буурдаг. Ийм интеграцийг одоо химийн үйлдвэрлэлийн шилдэг туршлага гэж үзэж байгаа бөгөөд орчин үеийн полимер үйлдвэрлэлийн шугамуудад чанарын баталгаа, тогтвортой байдлын зорилтуудыг хоёуланг нь хангадаг.
Давснаас Nylon 66 полимер хүртэл: Поликонденсаци ба дараах боловсруулалт
Нейлон 66-ийн молекулын бүтэц, чанарыг хянахын тулд поликонденсацийн өмнөх үе шат, хайлмал поликонденсаци болон боловсруулалтын дараах үе шатуудын олон процессын параметрүүдийг нарийн удирдах шаардлагатай. Давсны уусмалын анхны үүсэлтээс эхлээд үрлэнгийн чанарын эцсийн туршилт хүртэлх үе шат бүр нь үйлдвэрлэлийн зэрэглэлийн нейлон 66 давирхай үйлдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Поликонденсацийн өмнөх параметрүүд
Нейлон 66 нь адипины хүчил ба гексаметилендиамины урвалаар үүсдэг поликонденсацийн үе шат нь үйл ажиллагааны хувьсагчдад маш мэдрэмтгий байдаг. Температур, даралт, урвалын хугацаа нь молекулын жин ба дотоод зуурамтгай чанарт хамгийн их нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд юм. Аж үйлдвэрийн поликонденсаци нь 280°C-300°C хооронд ажилладаг. Энэ хязгаарын дээд төгсгөлд байгаа температур нь урвалын хугацааг уртасгахтай зэрэгцэн дулааны задралын эрсдэлийг нэмэгдүүлж, дайвар бүтээгдэхүүнийг нэвтрүүлж, полимерийн урт хугацааны тогтвортой байдлыг бууруулдаг. Молекулын жинг хамгийн их байлгах, молекулын жингийн нарийн тархалтыг хадгалахын тулд конденсацийн усыг зайлуулах ажлыг хурдасгахын тулд түр зуурын даралтын уналтыг нэвтрүүлдэг бол хэт конденсаци эсвэл гинжин хэлхээний тасралтаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд урвалын хугацааг нарийн хянадаг.
Даралт нь дэгдэмхий дайвар бүтээгдэхүүний ялгаралтыг шууд хянадаг. Өндөр даралтаас эхлэх нь анхны урвалын хурдад тусалдаг бөгөөд үүний дараа усыг үр дүнтэй зайлуулахын тулд даралтыг аажмаар бууруулдаг; энэ үе шатанд зохисгүй менежмент нь мономерын үлдэгдлийг нэмэгдүүлж, бүтээгдэхүүний багц жигд бус байдалд хүргэж болзошгүй юм. Жишээлбэл, реакторын даралтын профайлыг ердөө 0.1 МПа-аар тохируулах нь хяналтгүй процессуудтай харьцуулахад молекулын гинжин хэлхээний жигд байдал болон суналтын бат бэхийг 8%-иас дээш хувиар нэмэгдүүлдэг болохыг харуулсан.
Анхны давсны уусмалын рН нь өндөр температурт хайлуулах процессын үед гол хувьсагч биш боловч уусмал дээр суурилсан эсвэл поликонденсацийн дараах үе шатуудад нөлөөлдөг. Гексаметилендиамин ба адипины хүчлийн хооронд тэнцвэртэй стехиометрийг бий болгохын тулд рН-ийг төвийг сахисан түвшинд (ихэвчлэн 7-7.5 хооронд) байлгах нь чухал бөгөөд энэ нь гинжин хэлхээний уртын тархалтын жигд байдал болон полимер доторх талст домэйнүүдийн хөгжилд нөлөөлдөг. рН-ийн зөрүү нь стехиометрийн бус хольц үүсгэж, хэт их салаалсан эсвэл гидролизд ордог холбоос үүсгэдэг бөгөөд энэ нь эцсийн давирхайд механик бат бөх чанар буурч, талст чанар өөрчлөгдсөнөөр илэрдэг. Дифференциал сканнердах калориметр (DSC) болон рентген дифракци (XRD) зэрэг аналитик аргууд нь рН-ийг оновчтой болгосон нейлон 66 дээжийн талст жигд байдал нэмэгдэж, механик шинж чанар сайжирсан болохыг харуулж байна.
Хайлмал полимержилт ба чанарыг сайжруулах
Нейлон 66-г үйлдвэрлэлийн хайлмал поликонденсаци хийх нь уусгагчгүйгээр шууд синтез хийх боломжийг олгодог бөгөөд тасралтгүй шилэн ээрэх болон их хэмжээний давирхай үйлдвэрлэхийг дэмждэг. Хүссэн молекулын массыг олж авах нь урвалын хугацаа, температур, мономерын цэвэршилтийг нарийн хянахаас хамаарна. Зорилтот процессын профайлаас хазайх нь ихэвчлэн хайлмал зуурамтгай чанар нэмэгдэх, орон нутгийн хэт халалт, тэр ч байтугай эрт хөндлөн холбоос үүсэх эсвэл задрахад хүргэдэг.
Энэ үйл явц нь давс хайлах, хяналттай даралтын дор тогтмол эзэлхүүнтэй урвалд орох, дараа нь усыг зайлуулахын тулд даралтыг шат дараалан бууруулах зэргээр үе шаттайгаар урагшилдаг. Шугаман шингэний нягтралыг хэмжих аргууд нь эдгээр үе шатуудын үед гол санал хүсэлтийн механизм болж, нэгэн төрлийн байдлыг хангах, оновчтой гинжин хэлхээний өсөлтийн үйл ажиллагааны цэгүүдийг тохируулах боломжийг олгодог бодит цагийн хяналтыг хангадаг. Лоннметрийн шугаман нягтралыг хэмжих хэрэгсэл гэх мэт багажууд нь гравиметрийн аргаар бэлтгэсэн тохируулгын шингэнээр зөв тохируулагдсан үед давсны уусмал болон полимер хайлалтын нягтралыг нарийн үнэлэх боломжийг олгодог. Энэ нь багц хоорондын тогтвортой байдлыг хангаж, процессын хэлбэлзлийг цаг тухайд нь илрүүлэх боломжийг олгодог.
Поликонденсацийн дараа хайлсан нейлон 66-г шахаж гаргаж аваад шууд үрлэн болгоно. Үрлэнгийн бөөгнөрөл үүсэхээс сэргийлж, хэмжээст бүрэн бүтэн байдлыг хадгалахын тулд ихэвчлэн ус эсвэл албадан агаараар хурдан хөргөх шаардлагатай. Хөргөлтийн хурд хэт удаан эсвэл тогтворгүй байвал үрлэнгийн хэмжээ, хэлбэрийн хэлбэлзэл үүсч, цаашдын материалын боловсруулалт болон боловсруулалтад сөргөөр нөлөөлж болно.
Дараагийн чухал үе шат бол хатаах явдал юм. Nylon 66 давирхай нь байгалийн жамаараа гигроскопик шинж чанартай; үлдэгдэл гадаргуу эсвэл шингэсэн ус нь дараагийн хайлалтын үед гидролитик задралд хүргэдэг бөгөөд энэ нь молекулын жин буурах, урсгалын шинж чанар муудах, хэвэнд цутгасан эд ангиудад харааны гажиг үүсгэдэг. Хатаах ажлыг шүүдэр цэг багатай агаарт, хяналттай температурт полимерийн хүлцэх хэмжээнээс хэтрэхгүй байхаар хийх ёстой бөгөөд энэ нь эрт зөөлөрөх эсвэл шарлахаас сэргийлнэ. Судалгаанаас харахад чийгийн агууламж 0.2%-иас дээш байвал зуурамтгай чанар алдагдаж, эцсийн бүтээгдэхүүний бат бөх чанар буурдаг.
Хатаах параметрүүд нь тогтвортой, согогийг багасгасан үрэл гаргаж авахын тулд чийг ба зуурамтгай чанарыг хэмжих зорилгоор Карл Фишерийн титрлэлт зэрэг үечилсэн чанарын хяналтыг хийх нь хамгийн сайн туршлагын нэг хэсэг юм. Үрэлжүүлснээс эхлээд хадгалах хүртэл боловсруулалтын дараах үе шат бүрийг оновчтой болгох нь хангалтгүй хяналттай протоколуудтай харьцуулахад илүү сайн суналт болон цохилтын бат бэхтэй болоход хүргэдэг болохыг харуулсан.
Аж үйлдвэрийн бүтээгдэхүүний шугамын дагуу бүтээгдэхүүний найдвартай байдлыг хангах
Үйлдвэрлэлийн нейлон 66 полимерийг тодорхой гүйцэтгэлийн шаардлага бүхий утас, техникийн эд анги, хальс гэх мэт бүтээгдэхүүний шугамаар нийлүүлдэг тул үйлдвэрлэлд дасан зохицох чадвар чухал юм. Энэ нь зэрэглэл бүрийн хувьд үйл явцын параметрүүдэд тохируулан тохируулга хийх шаардлагатай болдог:
- Шилэн зэрэглэлийн нейлон 66 нь механик бат бөх чанарын хувьд өндөр молекул жинтэй тул поликонденсацийн хугацааг уртасгах, температурын хяналтын нарийвчлалыг нэмэгдүүлэхийг шаарддаг.
- Тарилгын хэвний зэрэг нь бага молекул жинг тэсвэрлэх чадвартай боловч боловсруулалтын согогоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд илүү сайн үрлэн хуурайшилт болон геометрийн нарийвчлал шаарддаг.
Эцсийн чанарын шалгалт нь бүтээгдэхүүний тодорхой хүлээн авах шалгуурт тулгуурладаг. Үүнд дотоод зуурамтгай чанар, модуль, цохилтын эсэргүүцэл, хамгийн чухал нь чийгийн агууламжийн стандартчилагдсан хэмжилтүүд орно. Үрлэн материалын жигд байдал болон өнгөний өөрчлөлтгүй байдлын физик гадаад үзэмжийн үзлэгийг механик болон дулааны шинж чанарын лабораторийн үнэлгээгээр баталгаажуулдаг. Зөвхөн бүх гол үзүүлэлтийг хангасан цувралуудыг үйлдвэрлэлийн зориулалтаар гаргадаг бөгөөд дэлгэрэнгүй мэдээллийг ASTM болон ISO протоколуудыг дурдсан техникийн өгөгдлийн хуудсанд нэгтгэн харуулсан болно.
Нягтралын хяналт нь урьдчилан сэргийлэх үүрэг гүйцэтгэдэг; давс бэлтгэх болон полимер хайлуулах үе шатанд шингэний нягтрал хэмжих аргыг ашиглах нь жигд зуурмагийн чанарыг хангаж, эцсийн хэрэглээний найдвартай байдлыг алдагдуулж болзошгүй хазайлтыг хурдан илрүүлэх боломжийг олгодог. Lonnmeter-ийн үйлдвэрлэсэн шиг нягтралын хэмжигчийг баталгаажуулалтыг олон үйлдвэрлэлийн бүтээгдэхүүний шугамаар үйлдвэрлэлийг өргөжүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг тул үйл явцын хатуу хяналт, давтагдах чадварыг хадгалахын тулд баталгаажсан стандартын дагуу гүйцэтгэдэг.
Поликонденсацийн өмнөх үе шатанд хатуу хяналт, хайлмал полимержилтийн нарийн хяналт, хатуу боловсруулалтын дараах боловсруулалтын тусламжтайгаар нейлон 66 үйлдвэрлэгчид үйлдвэрлэлийн бүтээгдэхүүний зах зээлийн хувьсан өөрчлөгдөж буй эрэлт хэрэгцээг хангасан найдвартай, хэрэглээнд тохирсон давирхайг тогтмол нийлүүлдэг.
Түгээмэл асуултууд (Түгээмэл асуултууд)
Нейлон 66 давс гэж юу вэ, энэ нь полимер үйлдвэрлэлд яагаад чухал вэ?
Химийн хувьд гексаметилендиаммониум адипат гэгддэг нейлон 66 давс нь нейлон 66 полимер үйлдвэрлэлийн үндэс суурь болдог. Энэ нь гексаметилендиамин ба адипины хүчлийн хоорондох нарийн 1:1 саармагжуулах урвалаар үүсдэг. Энэхүү завсрын бүтээгдэхүүн нь эцсийн полиамидын төгсгөлийн бүлгийн агууламж болон гинжин хэлхээний уртыг хянадаг. Өндөр цэвэршилттэй нейлон 66 давс нь инженерийн хуванцарт тогтвортой механик бат бэх, дулааны тогтвортой байдал, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг хангахад шаардлагатай. Энэ үе шатанд стехиометрийн бус буюу хольц нь дараагийн полимержилтийн үр ашгийг бууруулж, эцсийн бүтээгдэхүүний чанарыг бууруулж, давс бэлтгэх нь нейлон 66 полимер үйлдвэрлэлийн процесст чухал хүчин зүйл болдог.
Нейлон 66 давс бэлтгэх процессыг цэвэршилтийн хувьд хэрхэн оновчтой болгосон бэ?
Нейлон 66 давс үйлдвэрлэх процесс нь урвалжуудыг хяналттай, аажмаар нэмэхэд суурилдаг. Гексаметилендиаминыг адипины хүчилд сегментчилсэн эсвэл дуслаар нэмэх нь ихэвчлэн 210°C ба 1.8 МПа орчимд хатуу температурын зохицуулалтын дор орон нутгийн илүүдлийг багасгаж, хүсээгүй дайвар бүтээгдэхүүн үүсэхээс сэргийлж, стехиометрийн харьцааг хангадаг. Азот зэрэг инертийн хий нь урвалыг хүсээгүй исэлдэлтээс хамгаалдаг. рН болон хэт ягаан туяаны индексийг тасралтгүй хянах нь бараг төвийг сахисан нөхцөл байдал, өндөр цэвэршилттэй давсны маркер болох өнгөт дайвар бүтээгдэхүүн байхгүй байгааг баталгаажуулдаг. Энэхүү хяналттай процесс нь шууд полимержихэд тохиромжтой өнгөгүй, тогтвортой, урвалд ордог давсны уусмал үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.
Давс бэлтгэх процесст нягтралыг хянах нь ямар ач холбогдолтой вэ?
Давсны уусмалын нягтралыг хянах нь нейлон 66 давс бэлтгэх явцад үйл явцын хяналт болон чанарын баталгааны аль алинд нь чухал юм. Бодит цаг хугацаанд хэмжсэн уусмалын нягтрал нь саармагжуулах урвалын концентраци болон бүрэн байдлыг шууд илэрхийлдэг. Тогтвортой, зорилтот нягтралын утга нь урвалжийн харьцаа хадгалагдаж, хувиргалт дууссаныг баталгаажуулдаг. Энэ нь дараагийн полимержилтийн хазайлтыг багасгах, бага молекул жинтэй фракц үүсэхийг хязгаарлах, үйлдвэрлэлийн тогтвортой чанарыг дэмжихэд тусалдаг. Шингэний нягтрал хэмжигч ашиглах нь эдгээр параметрүүдийг хатуу үйл ажиллагааны хязгаарт байлгахыг баталгаажуулж, үйлдвэрлэлийн химийн бүтээгдэхүүний шугамын найдвартай байдлыг бэхжүүлдэг.
Нейлон 66 давс бэлтгэхэд саармагжуулах урвал хэрхэн явагддаг вэ?
Нейлон 66 давсны урвалд гексаметилендиамин (диамин суурь) нь адипины хүчил (дикарбоксилын хүчил)-тэй стехиометрийн хэмжээгээр урвалд ордог. Энэ урвал нь үндсэндээ саармагжуулалт юм: NH2-(CH2)6-NH2 + HOOC-(CH2)4-COOH → (NH3+)-(CH2)6-(NH3+)(-OOC-(CH2)4-COO-) + H2O. Хамгийн тохиромжтой давс үүсэхийн тулд энэ процесс нь урвалжийн нэмэлт, температур, рН-ийг нарийн хянах шаардлагатай байдаг, учир нь бага зэргийн хазайлт нь ч гэсэн бүрэн бус хувиргалт эсвэл хүсээгүй гаж урвалд хүргэж болзошгүй юм. Энэ урвалын үр ашиг нь үүссэн нейлон 66 полимерийн молекулын бүтэц, гүйцэтгэлийг тодорхойлдог.
Аж үйлдвэрийн нейлон 66 давсны үйлдвэрлэлд шингэний нягтралыг хэмжихэд ямар тоног төхөөрөмж ашигладаг вэ?
Том хэмжээний нейлон 66 үйлдвэрлэлд давсны уусмалын нягтралыг нарийн хэмжих нь үйл явцыг баталгаажуулах гол цөм болдог. Хэлбэлздэг U хэлбэрийн хоолойн нягтрал хэмжигч гэх мэт шугаман дижитал шингэний нягтрал хэмжигчийг үйлдвэрлэлийн байгууламжид түгээмэл ашигладаг. Эдгээр багажууд нь тасралтгүй, бодит цагийн нягтралын заалтыг өгдөг бөгөөд энэ нь операторуудад зорилтот үйл явцын үзүүлэлтүүдэд нийцүүлэн тэжээлийн хурд, урвалж бодисын харьцаа, дулааны нөхцлийг тохируулахад тусалдаг. Лоннметр нь энэ түвшний үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд тохиромжтой бат бөх шугаман нягтрал хэмжигч болон шугаман зуурамтгай чанар хэмжигчийг үйлдвэрлэдэг. Эдгээр төхөөрөмжүүдийн тогтмол тохируулга нь найдвартай, давтагдах гүйцэтгэлийг баталгаажуулдаг бөгөөд энэ нь химийн бүтээгдэхүүний шугамын бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах, чанарын хатуу менежментийг дэмжихэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 12-р сарын 18
