Mchere wa nayiloni 66, womwe umatchedwa hexamethylenediammonium adipate, ndi chinthu chofanana cha hexamethylenediamine (HMDA) ndi adipic acid. Ndiwo woyambira wa polymer wa nayiloni 66, womwe umalamulira mapulasitiki opanga chifukwa cha mphamvu zake zapamwamba zamakaniko komanso kukhazikika kwa kutentha. Mcherewu, womwe umapezeka ngati crystalline ionic compound mu aqueous solution, umasonyeza makhalidwe apadera ofunikira pa njira yotsika ya polycondensation yomwe imapanga ulusi wa nayiloni 66 ndi resin. Kapangidwe ka mamolekyulu kamakhala ndi ammonium yokhala ndi positive charged kuchokera ku HMDA ndi magulu a carboxylate okhala ndi negative charge kuchokera ku adipic acid, ndikupanga ma ionic lattices kapena, akasungunuka, ma discrete ions okonzeka ku polymerization.
Kukhazikika ndi kuyera kwa kapangidwe kake kumakhudza mwachindunji kulemera kwa mamolekyu a polymer, kristalo, ndi mawonekedwe a kutentha. Kafukufuku wa labotale ndi mafakitale akutsimikizira chiŵerengero chokhwima cha ionic cha 1:1 pogwiritsa ntchito njira za spectroscopic ndi X-ray diffraction, zomwe zimapangitsa kuti stoichiometry iyi ikhale yofunika kwambiri kuti zinthu zigwire bwino ntchito. Ngakhale kusintha pang'ono kungasokoneze kufanana kwa unyolo, zomwe zimapangitsa kuti zinthu zisakhale bwino.
Kukonzekera Mchere wa Nayiloni 66
*
Hexamethylenediamine, yokhala ndi kapangidwe kake ka H2N-(CH2)6-NH2, imagwira ntchito ngati gawo la diamine lomwe limapereka magulu a amine otsiriza kuti apange mchere. Adipic acid, HOOC-(CH2)4-COOH, imathandizira izi ndi ntchito za carboxyl zosinthika. Kugwira ntchito kwawo bwino komanso kuyera kwambiri ndizofunikira kwambiri: HMDA nthawi zambiri imasungunuka kapena kukonzedwa kuti ichotse zotsalira za oligomeric ndi organic, pomwe adipic acid imasinthidwanso, kusefedwa, ndipo nthawi zina kusinthana kwa ion kuti zitsimikizire kuti utoto, organics, ndi zodetsa zitsulo zimachotsedwa. Kuyera kopitilira 99.5% kumayang'aniridwa ndi mafakitale; ngakhale zodetsa zimatha kuwononga khalidwe la polima, kuwononga zinthu zomalizidwa, kapena poizoni muzochita zina.
Pakatikati pa kupanga mchere wa nayiloni 66 ndi njira yosavuta koma yolamulidwa bwino yochepetsera kutentha. Mu yankho lamadzi, HMDA imalandira ma protoni ochokera ku magulu a carboxyl a adipic acid, ndikupanga ma ayoni a ammonium pomwe nthawi yomweyo imapanga ma carboxylates. Kuyanjana kwa asidi ndi maziko kumeneku kumakonzedwa mosamala:
H2N-(CH2)6-NH2 + HOOC-(CH2)4-COOH → [H2N-(CH2)6-NH3+][OOC-(CH2)4-COO−] (mchere wa nayiloni, wamadzi)
Mwa njira, kukhudzana koyamba kumalola diamine kuti ipange pang'ono protonate, ndikupanga zwitterionic intermediate. Kukwanira kumadalira kusamutsa kwathunthu kwa proton ndi neutralization. pH imapangidwa kuti ifike pa neutral - pafupi ndi 7 - ngati chizindikiro cha equivalents ofanana a acid-base. Kutentha koyenera kumawonjezera reaction kinetics ndi salt crystallization yotsatira; kwenikweni, kutentha kuyambira 25°C mpaka 100°C kumagwiritsidwa ntchito. Komabe, pH yochulukirapo kapena kutentha kumatha kuchepetsa reaction kapena kupereka zotsatira zake: acidic kwambiri kapena zinthu zoyambira zimapangitsa kuti mchere usapangidwe bwino ndipo zitha kusintha kusungunuka ndi mawonekedwe a kristalo. Kutsimikizika kwamakono kwabwino kumagwiritsa ntchito pH yokhazikika ndi miyeso ya conductivity, nthawi zambiri kumayang'aniridwa mosalekeza, kuti zitsimikizire stoichiometry yolondola ndikuletsa kusokonekera kwa njira.
Kuchuluka kapena kusowa kwa zinthu mu reactant iliyonse kumasokoneza magulu a ntchito mu mchere, komanso, mu polima ya nayiloni. Izi zimakhudza kutalika kwa unyolo, kuchuluka kwa zinthu, ndi makhalidwe omangika. Ubale pakati pa kuchuluka kwa mchere ndi kuwongolera njira ukuonekera bwino m'mafakitale amakono, komwemuyeso wa kuchuluka kwa madzi nthawi yeniyenindi kuwerengera bwino kwa mita yamadzimadzi ndikofunika kwambiri pakukonzekera mchere wa nayiloni 66. Kuwunika bwino kuchuluka kwa madzi sikuti kumangotsimikizira kufanana kwa madzi m'magulu onse komanso kumathandiza kuwongolera njira zoyeretsera madzi m'madzi zomwe zimafunika kuti polymerization kapena kusungidwa kuchitike pambuyo pake.
Mwachidule, mgwirizano wabwino pakati pa kapangidwe ka mankhwala oletsa kufalikira kwa mpweya, kuwongolera pH ndi kutentha, komanso kuyera kwapadera kwa HMDA ndi adipic acid kumathandizira njira yopambana yopangira mchere wa nayiloni 66. Ndi kulondola kumeneku komwe kumalamulira ubwino wa njira yonse yopangira nayiloni 66 polymer, ndipo pamapeto pake, ntchito ya mafakitale pazinthu zamagalimoto, nsalu, ndi zamagetsi.
Njira Yokonzekera Mchere wa Nayiloni 66 Pang'onopang'ono
Njira yokonzekera mchere wa nayiloni 66 imayamba ndi kukonzekera madzi osiyana a adipic acid ndi hexamethylenediamine, ma monomers awiri ofunikira popanga mchere wa nayiloni 66. Adipic acid imasungunuka m'madzi osungunuka, nthawi zambiri pa 30-60°C, mpaka yankho lomveka bwino litapangidwa. Hexamethylenediamine imachita chimodzimodzi, ndikupanga yankho lokhala ndi amine. Mayankho onsewa amasefedwa mosamala kuti achotse tinthu tating'onoting'ono tisanayambe kuchitapo kanthu, kuthandizira kuyeza kuchuluka kwa yankho la mchere kuti pakhale kuwongolera kolondola kwa chiŵerengero ndi kuyenda bwino kwa njira.
Kusakaniza kolamulidwa komanso koyendetsedwa ndi kutentha ndikofunikira kwambiri kuti pakhale chiŵerengero cha stoichiometric 1:1 molar, chifukwa ngakhale kusintha pang'ono kumakhudza kwambiri magwiridwe antchito a polymerization ndi mphamvu za resin. Mayankho awiriwa amalowetsedwa pang'onopang'ono—nthawi zambiri pansi—ku jekete lokhala ndi jekete lokhala ndi kusakaniza kogwira mtima, zomwe zimathandiza kuwongolera mosamala kuchuluka kwa kusakaniza. Kutentha koyendetsedwa bwino kumateteza kutentha kwambiri m'deralo, kupangika kwa makristalo msanga, kapena hydrolysis yosafunikira, kuonetsetsa kuti malo ofanana a nayiloni 66 salt reaction ndi ofanana.
Pa nthawi yonse yosakanikirana ndi kusakanikirana kwa mpweya mu kupanga nayiloni 66, bulangeti la mpweya wosalowerera, nthawi zambiri nayitrogeni, limasungidwa mu chotengera. Chitetezo cha mpweya wosalowerera ndi chofunikira kwambiri kuti mpweya wa mumlengalenga ndi carbon dioxide zichotsedwe, zomwe zingayambitse kusungunuka kwa mpweya kapena kuyambitsa zinyalala za carbonate/bicarbonate, zomwe zimawononga ubwino wa mchere. Mpweya wosalowerera umathandizanso kuti zinthu zigwirizane bwino komanso kukhazikika kwa kusungidwa, zomwe ndizofunikira kwambiri pakugwiritsa ntchito bwino kwambiri.
Pamene kusakaniza kolamulidwa kukupitirira, mitundu yapakati yokhala ndi ma carboxyl kapena amine imatha kupangidwa, kutengera stoichiometry yakomweko ndi kuchuluka kwa kusakaniza. Kusakhazikika kwathunthu kumabweretsa mchere wa nayiloni 66 womwe ukufunidwa (womwe umadziwikanso kuti mchere wa AH), wokhala ndi stoichiometry yodziwika bwino komanso kufanana kwa mamolekyu. Kusakhazikika kumeneku kumatsatira mfundo za chemistry ya acid-base, ndipo kufika pa pH yeniyeni pafupi ndi kusakhazikika (pH 7–7.3) ndikofunikira kuti polymerization ikhale yofanana, popeza magulu ochulukirapo a asidi kapena maziko amasokoneza kukula kwa unyolo ndikukhudza kulemera ndi mtundu wa mamolekyu a polima womaliza.
Kuwunika pH ndi titration yeniyeni zimathandiza kuti munthu asamavutike kupeza mayankho nthawi yomweyo.kuletsa kufalikira, kuonetsetsa kuti kusakaniza ndi kuchuluka kwa zinthu zikukonzedwa bwino kuti zipewe kufalikira kwambiri kapena kuchepera. Ma model amakono a kinetic amatsimikizira kuti ngakhale kusalingana pang'ono mu stoichiometry kumalepheretsa bwino polymerization.
Pambuyo pa kupangidwa kwa mchere wosalowerera, njirayi imapita patsogolo kudzera mu magawo oyeretsera kuti itsimikizire kuti chinthucho chili choyera kwambiri. Njira zambiri zosefera—kuyambira pa coarse mpaka submicron filter media—kuchotsa ma ayoni achitsulo, tinthu tating'onoting'ono, ndi zotsalira za organic zomwe zimayambitsidwa ndi zinthu zopangira kapena madzi oyeretsera. Mankhwala osinthira ma ayoni amatsatira, kuchotsa zonyansa zosungunuka monga sulfate, calcium, kapena sodium ion zomwe zimawononga mchere wa nayiloni. Kenako chisakanizocho chimayikidwa mu crystallization yolamulidwa, ndikupanga ma crystals amchere oyeretsedwa okhala ndi kuwala kowonekera bwino komanso mitundu kapena chifunga chosawoneka bwino.
Kuwongolera khalidwe kumalumikizidwa bwino ndi njira zokonzekera mchere kuti zigwiritsidwe ntchito m'mafakitale, ndi kuyang'anira kosalekeza kuyamwa kwa UV ndi kuyera kwa kuwala pa gawo lililonse. Chizindikiro chochepa cha UV n'chofunika kwambiri—chiwerengero chachikulu chimasonyeza kukhalapo kwa zonyansa za chromophoric, zomwe zingasinthe mtundu wa zinthu zomaliza za polymer za nayiloni 66 ndikuyambitsa zolakwika mu ulusi kapena ziwalo zowumbidwa. Pa njira zopopera zamtengo wapatali, kuyang'ana kowoneka bwino ndi kowoneka bwino kumatsimikizira kuti mchere wopanda mtundu, wopanda kuwala, kuteteza kusagwirizana kwa chikasu ndi makina.
Kuyang'anira kuchuluka kwa madzi m'njira za mankhwala, makamaka pogwiritsa ntchito njira zoyezera kuchuluka kwa madzi ndi mita yozungulira monga yomwe imapangidwa ndi Lonnmeter, kumawonjezera chitetezo china. Zipangizozi zimatsimikizira kuchuluka komaliza kwa mchere, zomwe zimathandiza kubwerezabwereza kwa njira. Kuwerengera molondola kwa mita yozungulira madzi ndikofunikira kuti mupeze kusiyana pang'ono kwa zinthu zolimba, zomwe zimakhudza mwachindunji kupangika kwa kristalo ndi njira zotsatizana za polymerization.
Kuphatikiza kwa kuyeretsa kokhwima ndi kuwongolera khalidwe mkati mwa njira yokonzekera mchere wa nayiloni 66 kumathandizira pakupanga ndi kugwira ntchito bwino kwa polima. Kuyang'anira bwino kusanthula, kuyambira pa UV index mpaka pH ndi density, kumathandiza kupanga nthawi zonse mchere woyera kwambiri, wowonekera bwino, komanso wokhazikika bwino womwe ungagwiritsidwe ntchito polima yamafakitale.
Kupanga Mchere wa Nayiloni 66 wa Mafakitale: Kukulitsa ndi Kukonza Njira
Kupanga Mchere Pamlingo Wamafakitale
Njira yokonzekera mchere wa nayiloni 66 imayang'ana kwambiri pa momwe adipic acid ndi hexamethylenediamine zimagwirira ntchito. Kukwera kuchokera ku labotale kupita ku mafakitale kumafuna kusintha kusakanikirana kwa batchwise kukhala njira yopitilira, pomwe ma reactants amalumikizana pansi pa mikhalidwe yowongoleredwa bwino kuti apange hexamethylenediammonium adipate—yomwe imatchedwanso mchere wa nayiloni.
Pakupanga mchere waukulu wa nayiloni 66, ubwino wokhazikika wa zinthu zopangira n'kofunika kwambiri. Kusinthasintha kwa adipic acid kapena hexamethylenediamine kuyera kumakhudza mwachindunji stoichiometry, zomwe zimapangitsa kuti zinthuzo zisagwiritsidwe ntchito ngati sizikuyang'aniridwa. Machitidwe odyetsera ayenera kulola kuti pakhale mlingo wokhazikika, zomwe zimathandiza kuti zinthuzo zisinthe komanso kutentha kwake kukhale kotsika.
Kusakaniza mofanana ndi chinthu china chofunika. Ma reactor a mafakitale amadalira kugwedezeka kwamphamvu kwambiri kuti apewe kusinthasintha kwa kuchuluka kwa madzi komwe kumabweretsa kusakhazikika kwa madzi. Kusakaniza kosayenera kumayambitsa matumba a asidi kapena amine osakhudzidwa, zomwe zimapangitsa mchere wokhala ndi pH yosakhazikika komanso malo osungunuka osinthika. Zomera zamakono zimagwiritsa ntchito ma reactor okhazikika a stirified-tank (CSTRs) kuti asakanike bwino komanso kutulutsa zinthu zofanana, makamaka akamagwira ntchito ndi mitsinje yosinthasintha ya zinthu zopangira kapena pamene stoichiometry yolondola ikufunika. Kuti pakhale mankhwala osavuta komanso komwe kuyenda kwa mzere kumakondedwa, ma reactor olumikizirana (PFRs) amapereka nthawi yocheperako yogawa malo okhala komanso kutentha kochepa, koma alibe mphamvu zonse zosakaniza za ma CSTR.
Kulamulira kutentha kumathandiza kuti zinthu zikhazikike bwino. Kuletsa kutentha kwa exothermic kumafuna kuti ziwiya zokongoletsedwa ndi jekete kapena zosinthira kutentha zisunge kutentha koyenera—nthawi zambiri pafupifupi 210°C. Kusinthasintha pamwamba kapena pansi pa mfundo iyi kumapangitsa kuti mchere usawonongeke kapena kuti ukhale wochepa, zomwe zimapangitsa kuti mcherewo usapangidwe bwino, zomwe zimalepheretsa kuti polymerization ichitike pansi pa madzi.
Mizere ndi Zipangizo Zamakampani
Zipangizo zazikulu za nayiloni 66 salt reaction zimadziwika ndi kapangidwe kake kolimba komanso kuphatikiza ukadaulo wolondola wowongolera. Kusankha ma reactor makamaka kumakhala pakati pa ma CSTR, omwe amakondedwa chifukwa cha kusinthasintha kwawo bwino komanso kusinthasintha kwa kapangidwe kake, ndi ma PFR, omwe amathandizira kuyenda kosalekeza kwamphamvu komwe kusakaniza kofanana sikofunikira kwenikweni.
Makina osakaniza mafakitale apangidwa kuti asakanizidwe mwachangu komanso mokwanira kwa mitsinje ya asidi ndi diamine. Ma impeller okhala ndi ma shear ambiri ndi ma recirculation loops amagawa ma reactants mofanana ngakhale kusintha kwakukulu kwa voliyumu kapena kukhuthala, zomwe zimachepetsa chiopsezo cha malo otentha komanso kusakhazikika kwathunthu.
Machitidwe owunikira njira zogwirira ntchito pa intaneti ndi ofunikira kwambiri powongolera ndikulemba gawo lililonse. Ma probe a pH ozungulira, masensa otenthetsera, ndi mita yowunikira yozungulira (monga yomwe imapangidwa ndi Lonnmeter) ndi ofunikira kwambiri pakupanga kwamakono. Kuyeza kuchuluka kwa madzi nthawi yeniyeni kumathandiza ogwiritsa ntchito kuonetsetsa kuti mchere ndi mchere ndi wokwanira komanso kapangidwe kake koyenera panthawi yonseyi. Mayankho owunikira kuchuluka kwa madzi awa amapereka mayankho omwe amalola kusintha kwa nthawi yake kwa kuchuluka kwa chakudya ndi kutentha kuti mchere ukhale wabwino nthawi zonse. Kuyesa kwa nthawi zonse kwa mita yowunikira kuchuluka kwa madzi kumachitika pogwiritsa ntchito njira zowunikira bwino za mchere kuti zitsimikizire kulondola kwa deta pansi pa kusintha kwa zinthu.
Njira zoyendetsera bwino zinthu ndizofunikira chifukwa cha kuwononga komanso kusasinthasintha kwa mchere wa nayiloni 66. Matanki osungiramo zinthu amapangidwa ndi zinthu zosakanikirana ndi dzimbiri, zomwe zimakhala ndi njira zophimba zomwe zimaletsa kunyowa ndi kuipitsidwa kwa chinyezi. Mapaipi otsekedwa oyendera, njira zoyendetsera zokha, komanso zinthu zosungira madzi otayikira zonse zimathandiza kuchepetsa zoopsa zachilengedwe komanso za ogwira ntchito pakusunga ndi kusamutsa mchere.
Kukonza Njira Kuti Zinthu Zizigwirizana
Kusunga kusinthasintha kwa chinthucho popanga mchere wa nayiloni 66 kumafuna kusintha bwino magawo a njira. Kukhuthala kwa chinthucho—chinthu chofunikira kwambiri pakupanga kwa polima wa nayiloni 66—kumadalira kuwongolera mwamphamvu momwe zinthu zimachitikira panthawi yopanga mchere komanso momwe umagwirira ntchito pambuyo pake.
Kutentha kumasungidwa pa 210°C ndi kulekerera kolimba, chifukwa kusintha kwa kutentha kumasintha kuchuluka kwa kusungunuka kwa mchere komanso kusungunuka kwa mchere. Kulamulira kuthamanga kwa mpweya, komwe nthawi zambiri kumayikidwa pafupi ndi 1.8 MPa mu magawo a polycondensation, kumatsimikizira kuti zinthu zikuyenda bwino komanso momwe zimayendera. Nthawi yokhazikika mu ma reactor imayesedwa kuti ilole kusintha kwathunthu, pomwe imapewa kutentha kwambiri komwe kungawononge chinthucho. Kulinganiza kumeneku kumawongoleredwanso pogwiritsa ntchito deta yochokera ku inline viscosity ndi density mita.
Kusankha ndi kuchuluka kwa catalyst kumakhudza kwambiri gawo la polymerization ya nayiloni 66, lomwe limatsatira kupangidwa kwa mchere. Mlingo wamba wa catalyst ndi pafupifupi 0.1 wt% kuti uwonjezere kulemera kwa mamolekyulu ndikulimbikitsa kukula bwino kwa unyolo wa polima. Kuchuluka kwa mankhwala kumatha kufulumizitsa zomwe zimachitika koma kungayambitse kupangika kwa nthambi kapena mtundu wosalamulirika; kuchepetsa mlingo kumalepheretsa polymerization ndi mawonekedwe a makina. Kuyeza bwino komanso kusakaniza mwachangu kwa catalyst, nthawi zambiri mu yankho ndi chakudya cha mchere, kumawonjezera magwiridwe antchito onse.
Chilichonse mwa magawo awa chimasinthidwa nthawi yeniyeni kutengera deta yabwino. Mwachitsanzo, ngati kuyang'anira kuchuluka kwa zinthu mkati mwa mzere kukuwonetsa kusokonekera komwe kukuwonetsa kufalikira kapena kusakwanira, kuchuluka kwa chakudya cha reactant kumasinthidwa moyenerera. Kuzungulira kwa mayankho kumeneku ndikofunikira kwambiri popewa mchere wopanda chiŵerengero, womwe pambuyo pake ungawononge kukhuthala kwa polima ndi magwiridwe antchito otsiriza.
Kuchuluka kwa Mchere: Njira Zowunikira ndi Kuyeza
Kufunika kwa Kuwunika Kuchulukana kwa Mchere Pokonzekera Mchere
Pa nthawi yokonzekera mchere wa nayiloni 66, kuyang'anira kuchuluka kwa mchere ndikofunikira kwambiri. Kuyankha kwa stoichiometric pakati pa hexamethylenediamine ndi adipic acid kumapanga mchere womwe kuyera kwake ndi kuyenerera kwake popanga polymer ya nayiloni 66 kumawonetsedwa mwachindunji ndi kuchuluka kwa yankho. Kuyeza kolondola kwa kuchuluka kwa mchere kumavumbula kuchuluka kwa reactant, kumawonetsa bwino momwe asidi ndi amine zilili, ndipo kumagwira ntchito ngati choyimira pakumaliza kusintha ndi kuchuluka kwa madzi.
Kusunga kuchuluka kwa mchere m'madzi ndikofunikira kwambiri. Kupatuka pang'ono kumatha kuwonetsa kusagwirizana ndi stoichiometry, monga asidi wochulukirapo kapena amine, zomwe zimasokoneza magwiridwe antchito a polymerization, zimakhudza kufalikira kwa kulemera kwa mamolekyulu, komanso zimapangitsa kuti zinthu zisakhale bwino. Mwachitsanzo, pakubwezeretsanso mankhwala, kusintha kwa kuchuluka kwa madzi m'madzi panthawi ya hydrolysis yothandizidwa ndi asidi kumasintha mgwirizano wa hydrogen mkati mwa polima, zomwe zimakhudza kwambiri kupezeka kwa ma enzyme ndi kuchuluka kwa kuchira kwa monomer. Kusalamulira kokwanira kwa kuchuluka kwa madzi m'madzi pagawoli kumabweretsa kusintha kosakwanira kapena kutaya, zomwe zimakhudza mwachindunji zokolola za zomera ndi miyezo yokhazikika.
Zolemba zochokera ku makampani opanga mankhwala zimanena kuti kuyang'anira kuchuluka kwa mchere wopangidwa ndi makina o ...
Njira Zoyezera Kuchuluka kwa Madzi
M'mbuyomu, njira monga pycnometry kapena hydrometers zinkayesa kuchuluka kwa mchere koma sizinali zolondola kwenikweni komanso sizinagwiritsidwe ntchito ndi manja, zomwe zinapangitsa kuti zisagwiritsidwe ntchito poyang'anira mafakitale nthawi zonse. Machitidwe amakono a mafakitale amakonda zida zodziyimira zokha komanso zolondola kwambiri.
Mamita ozungulira a U-tube density meters ndi omwe amagwiritsidwa ntchito kwambiri poyesa kuchuluka kwa mchere. Mfundo yake ndi yosavuta: chubu chooneka ngati U, chodzazidwa ndi mchere, chimasinthasintha pafupipafupi chomwe chimasintha ndi kusintha kwa kuchuluka kwa madzi. Chifukwa madzi okhuthala amachititsa kuti chubucho chizungulire pang'onopang'ono, zamagetsi zomwe zimazindikira kusintha kwa ma frequency awa ndikuchisintha kukhala kuwerenga kwa kuchuluka kwa madzi mwachindunji.
Kusankha zipangizo zamachubu, monga chitsulo chosapanga dzimbiri kapena zitsulo zapadera, kumayendetsedwa ndi kugwirizana kwa mankhwala ndi njira zamchere. Mamita awa amagwira ntchito modalirika pamzere wopanga ndipo amapereka zotsatira zachangu komanso zobwerezabwereza, zomwe zimapangitsa kuti azigwirizana bwino ndi malo opangira mchere wa nayiloni 66.
Lonnmeter imagwira ntchito bwino kwambiri poyesa kuchuluka kwa mchere m'malo ovuta kwambiri m'mafakitale, kuonetsetsa kuti ntchito yake ndi yokhazikika komanso yoyezera mobwerezabwereza ngakhale m'malo ovuta kwambiri a mankhwala. Mayeso ochulukirachulukira m'malo ogwirira ntchito amagwiritsidwa ntchito mwachindunji pa mapaipi, zomwe zimathandiza kuti pakhale kuwunika nthawi yeniyeni kuchuluka kwa mchere panthawi yonse komanso nthawi zonse zokhudzana ndi kukonzekera mchere wa nayiloni 66.
Kulinganiza kwa mita iyi ndikofunikira kwambiri kuti ziwerengedwe molondola. Kulinganiza kumaphatikizapo mayankho okhazikika pa kuchuluka kodziwika bwino kuti akhazikitse malo ofotokozera chipangizocho chisanagwiritsidwe ntchito ndi madzi opangidwa. Izi zimatsimikizira kuti miyeso yoyezedwa ikuwonetsa kuchuluka kwa mchere weniweni—kofunikira kuti zinthu zisunge momwe zimachitikira mkati mwa kulekerera kokhwima.
Kuphatikiza Deta Yochulukira ya Kulamulira Njira
Kuphatikiza muyeso wa kuchuluka kwa zinthu mu nthawi yeniyeni mu njira yodziyimira yokha kumawonjezera kwambiri magwiridwe antchito popanga mchere wa nayiloni 66. Mwa kuyika mita yocheperako mwachindunji mu njira yopangira, deta ya kuchuluka kwa zinthu imasungidwa nthawi zonse ndikuperekedwa ku dongosolo lowongolera.
Makina odziyimira okha amayerekeza kuwerengera kwamphamvu kwa madzi ndi ma values abwino kwambiri a yankho la mchere. Pamene kupotoka kwapezeka, makinawo amatha kusintha nthawi yeniyeni—monga kusintha kayendedwe ka reactant, kukonza kuchuluka kwa madzi, kapena kusintha malo otenthetsera—kuti abwezere ntchitoyo mkati mwa zofunikira popanda kulowererapo kwa wogwiritsa ntchito.
Njira imeneyi imaletsa kusinthasintha kwa zinthu, zomwe zimapangitsa kuti pakhale njira yotsekeka yothanirana ndi kusuntha kwa zinthu, kutengeka kwa madzi mosayembekezereka, kapena kuchepetsedwa kwa zinthu nthawi yeniyeni. Ndikofunikira kwambiri pakukonza bwino zinthu zomwe zimachitika chifukwa cha kukonzedwa kwa mchere. Mwachitsanzo, kuchuluka kwa mchere wothira mchere kumagwirizana ndi kulemera kwa mamolekyu a polymer ndi kukhuthala komwe kumayembekezereka, zomwe zimapangitsa kuti pakhale kukhazikika kwa makina ndi kutentha komwe kumafunikira pazinthu zopangidwa ndi nayiloni 66.
Zitsanzo kuchokera ku ntchito zazikulu zamafakitale zikusonyeza kuti kuphatikizakuwerenga kwa anthu ambiri pa intanetindi magawo achizolowezi—monga kutentha ndi pH—zimathandizira kukonza njira zosiyanasiyana. Zotsatira zake zimakhala zofanana kwambiri, kuchepetsa zinthu zomwe sizikudziwika bwino, komanso kuchepetsa mphamvu ndi kugwiritsa ntchito zinthu panthawi ya mchere wa nayiloni 66. Kuphatikiza kotereku tsopano kumaonedwa ngati njira yabwino kwambiri yogwiritsira ntchito makampani opanga mankhwala, kukwaniritsa zolinga zotsimikizira khalidwe komanso zokhazikika m'mizere yamakono yopanga ma polima.
Kuchokera ku Mchere kupita ku Nayiloni 66 Polima: Kuchuluka kwa madzi ndi Kukonza Pambuyo
Kuwongolera kapangidwe ka mamolekyu ndi makhalidwe a nayiloni 66 kumafuna kuyang'anira bwino magawo angapo a njira panthawi ya polycondensation, polycondensation yosungunuka, ndi pambuyo pokonza. Gawo lililonse—kuyambira kupanga yankho loyamba la mchere mpaka kuyesa komaliza kwa pellet—limachita gawo lofunikira popanga utomoni wa nayiloni 66 wa mafakitale.
Magawo a Pre-Polycondensation
Gawo la polycondensation, komwe nayiloni 66 imapangidwa kudzera mu reaction ya adipic acid ndi hexamethylenediamine, imakhala yogwirizana kwambiri ndi zinthu zomwe zimagwira ntchito. Kutentha, kupanikizika, ndi nthawi yochitapo kanthu ndi zinthu zomwe zimakhudza kwambiri kulemera kwa mamolekyulu ndi kukhuthala kwamkati. Industrial polycondensation imagwira ntchito pakati pa 280°C ndi 300°C. Kutentha kumapeto kwa mtundu uwu, pamodzi ndi nthawi yayitali yochitapo kanthu, kumawonjezera chiopsezo cha kuwonongeka kwa kutentha, kuyambitsa zinthu zina ndikuchepetsa kukhazikika kwa polima kwa nthawi yayitali. Kuti kulemera kwa mamolekyulu kuchuluke ndikusunga kufalikira kochepa kwa mamolekyulu, kutsika kwakanthawi kwa kupanikizika kumayambitsidwa kuti kufulumizitse kuchotsa madzi oundana, pomwe nthawi yochitapo kanthu imayendetsedwa bwino kuti ipewe kuzizira kwambiri kapena kusweka kwa unyolo.
Kupanikizika kumalamulira mwachindunji kusintha kwa zinthu zosinthika. Kuyambira ndi kuthamanga kwambiri kumathandiza kuti pakhale kuchuluka kwa zochita zoyamba, pambuyo pake kuthamanga kumachepetsedwa pang'onopang'ono kuti madzi achotsedwe bwino; kasamalidwe kosayenera pa siteji iyi kumakweza zotsalira za monomer ndipo kungayambitse magulu azinthu zosafanana. Mwachitsanzo, kusintha mawonekedwe a kuthamanga kwa reactor ndi 0.1 MPa pang'ono kwawonetsedwa kuti kumawonjezera kufanana kwa unyolo wa mamolekyulu ndi mphamvu yogwira ndi zoposa 8% poyerekeza ndi njira zosalamulirika.
PH ya yankho loyamba la mchere, ngakhale kuti si chinthu chachikulu chomwe chimasintha panthawi yosungunuka kwambiri, imakhala ndi mphamvu pa njira zoyambirira zoyambira kapena pambuyo pa polycondensation. Kusunga pH pafupi ndi neutral (nthawi zambiri pakati pa 7 ndi 7.5) ndikofunikira kuti pakhale stoichiometry yolinganizika pakati pa hexamethylenediamine ndi adipic acid, zomwe zimakhudza kufanana kwa kugawa kwa utali wa unyolo ndi chitukuko cha madera a crystalline mkati mwa polima. Kusiyana kwa pH kungayambitse kusakaniza kosakhala stoichiometric, zomwe zimapangitsa kuti nthambi zambiri kapena ma hydrolyzable linkages azitha kusungunuka, zomwe zimawoneka ngati mphamvu yochepa ya makina komanso kusintha kwa crystallinity mu resin yomalizidwa. Njira zowunikira—monga differential scanning calorimetry (DSC) ndi X-ray diffraction (XRD)—zimavumbula kuwonjezeka kwa crystalline yunifolomu komanso kusintha kwa makina a nylon 66 optimized pH.
Kusungunuka kwa Polima ndi Kukulitsa Ubwino
Kusungunuka kwa nayiloni 66 m'mafakitale kumathandiza kupanga mwachindunji popanda zosungunulira, kuthandizira kupota kosalekeza kwa ulusi ndi kupanga utomoni waukulu. Kukwaniritsa kuchuluka kwa mamolekyu komwe kumafunidwa kumadalira kuwongolera bwino nthawi yochitira, kutentha, ndi kuyera kwa monomer. Kupatuka kuchokera ku ma profiles a njira yowunikira nthawi zambiri kumabweretsa kuwonjezeka kwa kukhuthala kwa kusungunuka, chiopsezo chowonjezeka cha kutentha kwambiri, komanso ngakhale kulumikizidwa msanga kapena kuwonongeka.
Njirayi imapita patsogolo pang'onopang'ono, kuyambira ndi kusungunuka kwa mchere, kuchitapo kanthu pa voliyumu yokhazikika pansi pa kupanikizika kolamulidwa, kenako kuchepetsa kupanikizika pang'onopang'ono kuti madzi atuluke. Njira zoyezera kuchuluka kwa madzi mkati mwa mzere zimakhala ngati njira zofunika kwambiri zoyankhira panthawiyi, kupereka kuwunika nthawi yeniyeni kuti zitsimikizire kufanana ndikuthandizira kusintha kwa malo ogwirira ntchito kuti unyolo ukule bwino. Zida monga mita ya kuchuluka kwa madzi mkati mwa mzere kuchokera ku Lonnmeter, zikayesedwa bwino ndi madzi oyezera okonzedwa ndi gravimetrically, zimathandiza kuwunika molondola kwa yankho la mchere ndi kuchuluka kwa polymer kusungunuka. Izi zimatsimikizira kusinthasintha kwa batch-to-batch komanso kuzindikira nthawi yake kwa ma process drifts.
Pambuyo pa polycondensation, nayiloni yosungunuka 66 imatulutsidwa ndikusinthidwa nthawi yomweyo kukhala pellet. Kuziziritsa mwachangu—nthawi zambiri ndi madzi kapena mpweya wokakamizidwa—ndikofunikira kuti pellet isakumane ndikusunga mawonekedwe ake. Kukula kwa pellet ndi mawonekedwe ake zitha kuchitika ngati kuchuluka kwa kuzizira kuli pang'onopang'ono kapena kosasinthasintha, zomwe zimakhudza kwambiri momwe zinthu zimagwiritsidwira ntchito komanso momwe zimagwiritsidwira ntchito.
Gawo lotsatira lofunika kwambiri ndi kuumitsa. Utomoni wa nayiloni 66 ndi wachilengedwe wofanana ndi hygroscopic; pamwamba kapena madzi otsala omwe amalowa m'thupi amachititsa kuti hydrolytic iwonongeke pakatha kusungunuka, zomwe zimapangitsa kuti kulemera kwa mamolekyulu kuchepe, kuyenda bwino kwa madzi, komanso zolakwika m'maso m'zigawo zowumbidwa. Kuumitsa kuyenera kuchitika pansi pa mpweya wochepa wa mame, ndi kutentha kolamulidwa kosapitirira kupirira kwa polima kuti apewe kufewa msanga kapena chikasu. Kafukufuku akuwonetsa kuti chinyezi choposa 0.2% chimawonjezera kwambiri kutayika kwa viscosity ndipo chimachepetsa mphamvu ya chinthu chomaliza.
Kuwunika khalidwe nthawi ndi nthawi, kuphatikizapo kuyeza kwa Karl Fischer kuti mudziwe kuchuluka kwa chinyezi ndi kukhuthala kwa madzi, ndi gawo la njira yabwino kwambiri yowonetsetsa kuti magawo ouma amapereka ma pellets okhazikika komanso ocheperako. Kukonza gawo lililonse la kukonza pambuyo pa pellets mpaka kusungidwa kwa zinthu zosungidwa kwawonetsedwa kuti kumabweretsa mphamvu yokoka komanso kukhudza kwambiri poyerekeza ndi njira zosayendetsedwa bwino.
Kuonetsetsa Kuti Zinthu Zili Zodalirika Pazinthu Zonse Zamakampani
Kusinthasintha pakupanga ndikofunikira, chifukwa polima ya nayiloni ya mafakitale 66 imaperekedwa m'mitundu yosiyanasiyana yazinthu—ulusi, zida zaukadaulo, mafilimu—iliyonse ili ndi zofunikira zinazake zogwirira ntchito. Izi zimafuna kusintha koyenera kwa magawo a ntchito pa mtundu uliwonse:
- Nayiloni ya mtundu wa ulusi 66 imapindula ndi kulemera kwakukulu kwa mamolekyulu kuti ikhale ndi mphamvu ya makina, zomwe zimafuna nthawi yayitali yopopera ndi kulondola kowonjezereka pakulamulira kutentha.
- Ma grade opangidwa ndi jakisoni amatha kupirira kulemera kochepa kwa mamolekyu koma amafuna kuuma kwabwino kwa pellet komanso kulondola kwa geometric kuti apewe zolakwika pakukonza.
Kuwunika komaliza kwa khalidwe kumadalira njira zovomerezeka za chinthucho. Izi zikuphatikizapo miyeso yokhazikika ya kukhuthala kwa mkati, modulus, kukana kukhudzidwa, komanso, makamaka, kuchuluka kwa chinyezi. Kuwunika mawonekedwe akuthupi kuti aone kufanana kwa pellets ndi kusowa kwa mtundu kumathandizidwa ndi kuwunika kwa labotale kwa mawonekedwe a makina ndi kutentha. Magulu okha omwe amakwaniritsa miyezo yonse yofunika amatulutsidwa kuti agwiritsidwe ntchito m'mafakitale - tsatanetsatane wafotokozedwa mwachidule m'mapepala aukadaulo okhudzana ndi ma protocol a ASTM ndi ISO.
Kuwunika kuchuluka kwa madzi kumathandizanso kupewa; kugwiritsa ntchito njira zoyezera kuchuluka kwa madzi panthawi yokonzekera mchere komanso nthawi yosungunuka kwa polima kumatsimikizira kuti zinthuzo ndi zabwino mofanana ndipo zimathandiza kuzindikira mwachangu zolakwika zomwe zingasokoneze kudalirika kwa ntchito yomaliza. Kuwunika kwa mita yoyezera kuchuluka kwa madzi, monga yomwe imapangidwa ndi Lonnmeter, kumachitika ndi miyezo yovomerezeka kuti pakhale kuwongolera bwino njira zogwirira ntchito komanso kuberekana, komwe ndikofunikira pakukulitsa kupanga m'mafakitale osiyanasiyana.
Kudzera mu ulamuliro wokhwima panthawi ya polycondensation, polymerization yolondola yosungunuka, komanso kukonza mosamala pambuyo pake, opanga nayiloni 66 nthawi zonse amapereka ma resin odalirika, omwe amagwiritsidwa ntchito ponseponse omwe amakwaniritsa zosowa zamisika yazinthu zamafakitale.
Mafunso Ofunsidwa Kawirikawiri (Mafunso Ofunsidwa Kawirikawiri)
Kodi mchere wa nayiloni 66 ndi chiyani, ndipo n’chifukwa chiyani uli wofunikira popanga polima?
Mchere wa nayiloni 66, womwe umadziwika kuti hexamethylenediammonium adipate, umagwira ntchito ngati maziko a kupanga polymer ya nayiloni 66. Umapangidwa kudzera mu njira yolondola yochepetsera 1:1 pakati pa hexamethylenediamine ndi adipic acid. Izi zimawongolera kuchuluka kwa polyamide yomaliza komanso kutalika kwa unyolo. Mchere wa nayiloni 66 woyera kwambiri ndi wofunikira kuti pakhale mphamvu yokhazikika yamakina, kukhazikika kwa kutentha, komanso kukana kuwonongeka mu pulasitiki yaukadaulo. Kusagwiritsidwa ntchito bwino kapena kusagwiritsidwa ntchito bwino mu gawo ili kumawononga magwiridwe antchito a polymerization yotsatira ndikuchepetsa ubwino wa chinthu chomaliza, zomwe zimapangitsa kukonzekera mchere kukhala chinthu chofunikira kwambiri pakupanga polymer ya nayiloni 66.
Kodi njira yokonzekera mchere wa nayiloni 66 imakonzedwa bwanji kuti ikhale yoyera?
Njira yopangira mchere wa nayiloni 66 imadalira kuwonjezera pang'onopang'ono kwa ma reactants. Kuwonjezera hexamethylenediamine m'magawo kapena m'malo mwake mu adipic acid motsatira malamulo okhwima a kutentha, nthawi zambiri pa 210°C ndi 1.8 MPa, kumachepetsa kuchuluka kwa zinthu zomwe zimapezeka m'malo osiyanasiyana, kumaletsa zinthu zosafunikira, ndikutsimikizira kuti pali stoichiometric ratio. Mpweya wopanda mphamvu, monga nayitrogeni, umateteza zomwe zimachitika ku okosijeni wosafunikira. Kuyang'anira pH mosalekeza ndi UV index kumatsimikizira kuti zinthu sizili bwino komanso kuti palibe zinthu zobiriwira, zomwe ndi zizindikiro za mchere woyera kwambiri. Njira yowongoleredwayi imalola kupanga njira zopanda utoto, zokhazikika, komanso zogwira ntchito bwino zomwe zingagwiritsidwe ntchito polima mwachindunji.
Kodi kufunika kwa kuyang'anira kuchuluka kwa mchere m'njira yokonzekera mchere n'chiyani?
Kuyang'anira kuchuluka kwa mchere wa mchere ndikofunikira kwambiri pakuwongolera njira komanso kutsimikizira khalidwe lake panthawi yokonzekera mchere wa nayiloni 66. Kuchuluka kwa madzi a mchere, komwe kumayesedwa nthawi yeniyeni, ndi njira yodziwira mwachindunji kuchuluka kwa madzi ndi kukwanira kwa zomwe zimachitika. Kukhazikika, kuchuluka kwa madzi omwe akufunidwa kumatsimikizira kuti chiŵerengero cha zinthu zomwe zimakhudzidwa chikusungidwa ndipo kusintha kwafika kumapeto. Izi zimathandiza kuchepetsa kupotoka kwa polymerization yotsika, kuchepetsa kupangika kwa magawo otsika-mamolekyulu, komanso kuthandizira kupanga bwino nthawi zonse. Kugwiritsa ntchito mita yoyezera kuchuluka kwa madzi kumatsimikizira kuti magawowa amakhalabe mkati mwa malire okhwima ogwirira ntchito, kulimbitsa kudalirika kwa zinthu zamafakitale.
Kodi njira yochepetsera kutentha imagwira ntchito bwanji pokonzekera mchere wa nayiloni 66?
Mu yankho la mchere wa nylon 66, hexamethylenediamine (diamine base) imayanjana ndi adipic acid (dicarboxylic acid) mu stoichiometric. Yankho lake kwenikweni ndi losasinthika: NH2-(CH2)6-NH2 + HOOC-(CH2)4-COOH → (NH3+)-(CH2)6-(NH3+)(-OOC-(CH2)4-COO-) + H2O. Kuti mchere upangidwe bwino, njirayi imafuna kuwongolera bwino kwa reactant kuwonjezera, kutentha, ndi pH, chifukwa ngakhale kusintha pang'ono kungayambitse kusintha kosakwanira kapena zotsatira zoyipa zosafunikira. Kuchita bwino kwa yankholi kumatsimikizira kapangidwe ka mamolekyulu ndi magwiridwe antchito a polymer ya nylon 66 yomwe imachokera.
Ndi zipangizo ziti zomwe zimagwiritsidwa ntchito poyeza kuchuluka kwa madzi m'mafakitale opanga mchere wa nayiloni 66?
Kuyeza kolondola kwa kuchuluka kwa mchere ndi komwe kumathandizira kwambiri pakupanga nayiloni 66. Ma inline digital liquid density meter, monga oscillating U-tube densitometers, nthawi zambiri amagwiritsidwa ntchito m'mafakitale. Zipangizozi zimapereka mawerengedwe okhazikika, nthawi yeniyeni, omwe amathandiza ogwiritsa ntchito kusintha kuchuluka kwa chakudya, ma reactant ratios, ndi kutentha kuti agwirizane ndi zomwe zafotokozedwa mu ndondomekoyi. Lonnmeter imapanga ma inline density meter olimba komanso inline viscosity meter oyenera kwambiri pa ntchito yamafakitale iyi. Kuyesa kwanthawi zonse kwa zipangizozi kumatsimikizira kuti magwiridwe antchito odalirika komanso obwerezabwereza, omwe ndi ofunikira pakusunga umphumphu wa mzere wa mankhwala ndikuthandizira kasamalidwe kabwino kwambiri.
Nthawi yotumizira: Disembala-18-2025
