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锦纶的生产制造及性能


实验室k / 2019-05-23

       锦纶是我国聚酰胺纤维的商品名称,又叫做尼龙或卡普隆,是目前世界上产量最大、应用范围最广、性能比较优良的一类纤维。

       聚酰胺类纤维品种很多,我国主要生产锦纶-6、锦纶-66、锦纶-1010等,其中锦纶-1010是我国工人阶级和科技人员在毛主席革命路线指引下,利用国内资源——农副产品蓖麻油作原料,独创生产的一个新品种。

       为什么要在锦纶后面加上不同的数字呢?这是因为锦纶一般是由二元胺和二元羧酸经缩聚而成的。这样,我们习惯上就用前面数字代表所用二元胺单体的碳原子数,后面数字代表二元羧酸的碳原子数,例如锦纶-66就是由己二胺和己二酸缩聚而成的。如果是由单一的内酰胺制成的话,就用一个数字来表示,例如,锦纶-6就是由单体己内酰胺


制成的。

       工业上生产锦纶-66常以苯酚为原料,经氢化后还原成环己醇,然后用硝酸进行破环氧化,即得己二酸。将己二酸进行氨化、脱水、氢化后,就可制得己二胺。


       如果己二胺和己二酸任一原料过量,都会使大分子端基变为过剩原料的官能团,使缩聚反应终止,产物的分子量降低,这样的高聚物是不能用来纺丝成纤维的。为此,必须严格控制缩聚反应中二元胺和二元酸的克分子比,将己二胺和己二酸预先制成锦纶-66盐,然后在一定温度和压力下,不断除去其中水分,进行缩聚反应。


这样得到的高聚物其分子量约在1.2万~1.5万之间,可以直接纺丝,或经铸带、切片后纺丝。

       近年来,由于应用苯酚生产的产品越来越多,苯酚的需要量也越来越大,因而生产己二酸逐渐转向由环己烷的氧化法来制造;也有不少单位采用丁二烯或糠醛路线来制取己二胺。

       聚酰胺纤维最突出的性能是强度大,弹性和耐磨性好。其强度比棉花大2~3倍,耐磨性高10倍,但比棉花轻35%。当我们考察了聚酰胺纤维的分子结构以后,这些性能是不难理解的。因为在长链分子中存在有酰胺基,在酰胺基之间可以通过氢键的作用,而使大分子间的相互作用力大大加强,如下面锦纶-66分子结构所示:


这就保证了纤维的强度;另一方面,分子链上又有许多亚甲基(—CH2—),这些亚甲基不象涤纶上的苯环那样僵硬、刚性,相反,容易发生内旋转,比较灵活,而使纤维柔软并富有弹性。一般说来,凡是强度大,又富有弹性的纤维,其耐磨性总是好的。因此,广泛用来制造袜子、绳索、轮胎帘子线、运输带等需要经受摩擦的物品。

       锦纶不仅质轻,强度高,而且不怕海水浸蚀,不发霉、不受蛀,故在军工及民用上用来制作降落伞、宇宙飞行服、渔网等。

       锦纶的基本结构是酰胺键,它在酸性介质下容易发生水解反应,生成含—COOH、—NH2的化合物,所以不适宜于制造耐强酸的过滤布。其次,—CH2—容易被氧化而使大分子断裂,使纤维颜色发黄,强度下降,故锦纶织物不宜在日光下曝晒,但加入耐光剂,织物耐光性有较大改进。

       至于弹力锦纶丝则是由普通锦纶丝经高速度加拈-热定型-退拈等后处理后,即得伸缩性很大的弹力丝。


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