Nilon 12 Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN

Nilon 12 Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN Nilon 12 Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN Nilon 12 Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN Nilon 12 Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN Nilon 12 Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN

NYLON -12 I Giới thiệu chung Trong năm qua vật liệu dẻo sản xuất khắp Châu Âu, đặc biệt Đức Thụy Sỹ Nhật Bản nhà máy thử nghiệm nhỏ, Hoa Kỳ việc cấp giấy phép sản xuất cấp cho công ty tiếng nơi sản xuất quy mô lớn dự kiến bắt đầu tương lai gần Nilon 12 có tên gọi khác polyamit(PA), không sử dụng rộng rãi Nylon6-6, có tính chất vật lý tốt cho sản xuất sản phẩm khác nhau,bao gồm dây cáp,dây cách điện,trở lực linh hoạt , đầu phun,giảm sóc bánh răng, mũ che linh hoạt, miếng đệm tấm, vòng niêm phong, phủ bảo vệ, ống thông y tế, chí dày trượt tuyết Đây vật liệu dẻo, loại polymer, biết đến Nylon 12, tên có cấu trúc mạnh thẳng với nhóm axit amin 12 nguyên tử C đơn vị monomer (hình 1) Nilon 12 điều chế tử ῳ-aminolauric acid, ῳ-aminododecanoic axit từ lauryl lactam Khả điều chế ứng dụng sáng chế Carothers, đặc biệt sáng chế Hoa Kỳ 2.071.253, năm 1935 năm 1938 sáng chế Schlack ứng dụng DRP 748.253 Sau phát triển phương pháp Ziegler Wilke năm 1957 để điều chế cyclo-dodecatriene trimerizing butadiene, sản xuất công nghiệp xem xét Từ cyclododecatriene, trường hợp caprolactam, có số đường tạo lauryl lactam Ba đường quan trọng thể hình Như vậy, với sản lượng oxosynthesis cyclodecatriene oxy- dodecane methyl x bước Oxymethylcyclo-dodecane sau bị oxy hóa thành cyclo-dodecanone axit, đó, lần lượt, diện axit nitroso sulfuric, tạo lauryl lactam qua oxime cyclododecanone trung gian mà không bị isome hóa Cả hai phương pháp tổng hợp khác dẫn thành cyclo-dodecane kết trình hydro hóa cyclododeca-triene Trong phương pháp cyclododecanone oxime sản xuất cách giới thiệu ánh sáng-xúc tác nhóm nitroso- vào cyclo-dodecane Sau đó, phương tiện Beckmann xếp lại, điều có sản lượng oxime lauryl lactam Hầu kiến cho phương pháp kinh tế nhất, sử dụng Chemische Werke Huls Emser Werke, đâu tiên để chuyển đổi cyclododecanol thành cyclododecanone Sau đó, phản ứng với hydroxyl- amin tạo oxime đó, trước đây, thông qua Beckmann xếp lại với trợ giúp axit sulfuric oleum, tạo sản lượng lauryl lactam Bởi plolyme điều chế từ w-aminolauric axit lauryl lactam, đường sau thảo luận, nghiên cứu II Những tính chất ứng dụng Polime hóa: Như đề cập , nylon-12 điều chế không từ lauryl lactam mà điều chế từ w-amino axit tương ứng Nylon-11, Rilsan giống Nylon-12 tính chất nó, điều chế từ w-amino acid tương ứng cụ thể w-amino-undecanoic acid Tuy nhiên trái với aminoun-decanoic acid , thu từ dầu castor, cách kinh tế tìm thấy cho việc điều chế w-aminododecanoic acid Vì xem xét việc điều chế plolime, giới hạn lactam nguyên liệu ban đầu Lauryl lactam chất không màu, dễ dàng bị kết tinh, nhiệt độ nóng chảy 1530C, bị hòa tan nước dễ hòa tan dung môi hữu cơ, hòa tan nhẹ nước phải đòi hỏi nhiệt độ cao áp suất để phá vỡ vòng lactam gọi thủy phân polimehoa bước để phản ứng *** Việc tạo w-aminolauric acid, có mặt nước bước sản xuất phân tử plolyme thấp Sau loại bỏ nước bể chứa phản ứng polymer thu cách dẽ dàng Trong thực tế nhiệt độ phản ứng xấp xỉ 3000C Các chuỗi dài polymer định bổ sung mono- dicarboxylic axit mono-của diamines , chẳng hạn axit sebacic benzylamine , respect-tively Về mặt lý thuyết bổ sung 1/100mol chất ổn định, ví dụ kết mong đợi mức độ số lương trung bình trùng hợp 100-ie ,tức P=100 Tuy nhiên lượng nước mà loại bỏ hoàn toàn, hoạt động chất ổn định mức độ trùng hợp tìm thấy thấp với giá trị mong đợi Để tìm thấy liên quan thực tế mức độ trùng hợp giải pháp quan trọng, kết độ nhớt, định với Dr.Zarate, chất độ nhớt thông qua chuẩn độ nhóm cuối mức độ số lượng trung bình trùng hợp nhiều Nylon-12 khác Lấy m-cresol dung môi sử dụng mốt quan hệ Mark-Houwink , thu biểu thức sau :Pn=52.2 Pn=52.2[n]1.43 Đương nhiên phương trình ‘’rất xảy ‘’ phân phối bảo đảm mẫu nylon-12 hydrolytically polymerized poly- cao Nhiệt độ cao xảy sư kết hợp giả định , cách chưng phần mẫu polymer thấy xác chứa nước ,ngược lại với mẫu không trùng hợp trạng thái rắn sản phẩn phân nhánh cho polymerized nylon-12 , giải định không hợp lý(2) Kết phân đoạn rắn postpolymerized nylon-12 đưa hình sản phẩm ban đầu trùng hợp, với mức độ số lượng trung bình trùng hợp 88 (E=88) phân đoạn phân thành 50 phần, đưa biểu đồ phân bố thực nghiệm đồng thuận hoàn hảo với đường cong phân phối Flory lý thuyết đường cong phân phối sản phẩm polymer giống với hình thức sản phẩm ngưng tụ ban đầu , trường hợp thay đổi để lượng phân tử cao rõ ràng Bảng 1: Tính chất,đặc điểm Nylon-12 so với Nylon-6 polyethylene in điều kiện Tính chất vật lý Nylon-6 Khoảng nhiệt độ 215-220 nống chảy 0C Nylon-12 178-180 Polyethylene 125-130 Trọng lượng riêng g/cc Độ hấp thụ nước,65%RH 200C,% Độ bền kéo ,psi Độ dãn dài bị tác động , cm psi Độ cứng ,psi Moodun đàn hồi Độ phồng nước ,% Độ đàn hồi,ohm,cm Độthấm nước(0.05 mm chiều dày),cc/m 24h Độ oxyhoa (0.05mm chiều dày ) ,cc/m224h 1atm Khả chống thấm aroma Khả chống thấm dầu mỡ Hấp thụ dung môi trông 1000h 200C Petroleum ether,% Methanol,% Water,% 1.14 1.01 0.96 4.4 0.85 0.01 8530 9240 3560 427 427-711 213 7110 212000 9240 170000 5690 142000 2.5 0.2 0.5*1012 1*1014 1*1018 35 130 300 1500 Tốt Tốt Không tôt Tốt Tốt Không tốt 0.6 15.4 10.5 1.4 8.5 1.5 8.6 0.1 0.08 II.2 Tính chất Nylon-12 Nylon-12 kết hợp tính chất tốt độ cứng cao, độ bền dẻo cao khả chống mài mòn điển hình poliamit Nylon4 Nylon-6-6 đặc tính bật khác, cụ thể độ nhạy cảm với nước thấp khối lượng riêng polyolefins Một số tính chất vật lý nhìn thấy nhiệt điện grams cho hình Đối với mục đích việc so sánh sơ đồ DSC Nylon-6 , -11, -66 thể hình Cũng Nylon-12 với nhiệt độ 1800C có nhiệt độ nóng chảy thấp tất cả, nhiên đủ cao cho mục đích thực tế Nhiệt độ chuyển thủy tinh ( Tg) polyamit nhiều hơn, xu hướng nhiệt độ chuyển tinh thể thấp với tăng chiều dài chuỗi nhóm rõ ràng Ở quan tâm rằng, so với poliamit khác Nylon-6 có độ kiên cố hóa thấp Bởi chuỗi hydrocacbon tương đối dài nó, Nylon12 có khối lượng riêng 1.01, trái ngược với Nylon-6 -66 1.15 Tương tự , tỷ lệ tương đối thấp hấp thụ nước Nylon-12 tính chất cấu trúc ( gần cấu trúc prafin) Trong hình Tốc độ hấp thụ nước poliamit thay đổi theo hàm số nguyên tử C phân tử cho thấy Những số liệu từ thu từ phòng thí nghiệm độ ẩm tương đối 65% Thực tế tất thuộc tính Nylon-12 nằm Nylon-6 polyethylene quy cho chuỗi hydrocacbon tương đối dài mà tạo thành đơn vị lặp poly-amide Trong bảng cố để so sánh tính chất Nylon-12 với polyethylene Nylon-6 áp suốt thấp Ở đáng nói đến tính chất tương tự nilon-66 Tất số liệu thu từ sản phẩm mà làm lạnh trước đo Các tính chất vật lý Nilon-12, điểm nóng chảy nó, nằm nilon-6 polyetylen Đề cập đến cường độ sức kéo ảnh hưởng mạnh tác động, lưu ý hai thuộc tính phụ thuộc nhiều vào trọng lượng phân tử Các sản phẩm có mức độ polyme hóa cao chúng có độ nhớt va độ nóng chảy cao hơn, độ cứng độ bền va chạm quan tâm sản phẩm có mức độ polyme hóa thấp Đối với nilon-6 nilon-66, vài tính chất quan trọng bị ảnh hưởng lượng nước vật liệu nhiệt độ thử nghiệm Chúng tìm hiểu ép phun kỹ thuật lần sử dụng ngành công nghiệp nhựa, sau có lược bỏ túi làm nylon-6 Thông thường uốn cong hai đầu để chạm vào Một ngày trời lạnh không khí khô, vấn đề uốn nhẹ đủ để phá vỡ Trái với nilon-6 nilon-66, va chạm mạnh nilon-12 bị ảnh hưởng nhẹ khí khô lạnh Chú ý trương nở nhẹ nilon-12 nước Mặc dù tính chất nilon-12 không poly etylen, sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp điện Sự thấm nước nilon-12 đo áp suất 1atm độ ẩm tương đối 65% Trái ngược với PE, nilon-12 có khả thấm hương thơm tốt, nilon-12 ngày quan trọng ngành công nghiệp thực phẩm, đóng gói bao bì sản phẩm Nilon-12 thường bổ sung vào PE để cải thiện khả chống thấm nước hương thơm Nilon-12 giữ tính chất hóa học xăng ete metanol Tương tự, trì tính chất dung môi hữu butyl axetat, benzen dầu mỡ động thực vật, dung môi phenol số hợp chất hydrocacbon có chứa clo lại ức chế tính chất hóa học Nhóm amin nilon-12 bị phân tách môi trường kiềm axit Để phân biệt nilon-12 nilon-6, người ta thường sử dụng axit formic làm chất thử, nilon-6 tan nó, nilon-12 không Mặc dù hấp thụ nước thấp, nilon-12 dễ bị thủy phân Vì vậy, làm việc với polyamide này, cần đặc biệt ý đến trình chế biến Ví dụ, hàm lượng nước thấp 0,1% làm giảm độ nhớt nóng chaỷ nilon-12 20 phút 270oC từ 5700 xuống 3300P Hàm lượng nước cao giá trị mang lại giảm sút đáng kể, lượng nước thấp dẫn đến trình ngưng tụ sản phấm có mặt chất ổn định Giống tất polycondensation, nylon-12 có số tỷ lệ phần trăm thành phần chuỗi ngắn tùy thuộc vào mức độ trùng hợp tương ứng với chức phân phối Flory Những oligome này, khác với ligome nilon-6, chúng không tan nước, giá trị nó, giống polyeste nilon-66 khoảng 0,1%( sợi tổng hợp nilon-66 có 1,5% oligome Chúng gần không tan nước không làm ảnh hưởng nhiều, không cần thiết phải loại bỏ chúng nilon12 sử dụng vật liệu để đóng gói ngành công nghiệp thực phầm Tuy nhiên chúng loại bỏ cách chưng cất hồi lưu với dung môi metanol Chúng ta muốn thiết lập cân oligome-polyme phụ thuộc vào nhiệt độ nilon-12 Mục đích trình này, sau tách oligome từ nilon-12 trình trùng hợp Pn=80, làm khô chân không 90oC, gia nhiệt lượng nhỏ nhiệt độ thường ống thủy tinh kín Hình thể với hợp chất hòa tan etanol, sau trạng thái cân thiết lập, giá trị khoảng 0,1%, giá trị không phụ thuộc vào nhiệt độ Theo cho ta thấy, nhiệt độ không ảnh hưởng đến trạng thái cân trình Rõ ràng việc thiết lập trạng thái cân thời gian dài tỷ lệ tái hình thành oligome phụ thuộc vào nhiệt độ thử nghiệm Hơn nữa, tỷ lệ reequilibration ảnh hưởng mạnh mẽ có mặt nước mẫu ( hình 7) Tất mẫu polyme nghiên có mức độ trùng hợp, Pn=80 Như chất ổn định, chúng có chưa axit sebacic Sau tách hợp chất metanol, mẫu nghiên cứu chứa lượng nước khác (lượng nước thể hình 7) Thí nghiệm tiến hành cốc kín nhiệt độ chọn 280oC Tương tự nilon-6, lượng nước lớn mẫu polyme, cao trạng thái cân III Ứng dụng Việc sử dụng Nilon-12 dựa tính chất vượt trội chúng: + Đặc biệt độ dẻo độ bền va chạm dựa vào cấu trúc loại polyamit + Hấp thụ nước chuỗi mạch -(CONH)- dài + Chống ăn mòn tốt + Điểm nóng chảy thấp Do đặc điểm nylon-12 mà sử dụng ngành công nghiệp nhựa bao gồm nhựa phim, bột thiêu kết cho kim loại sơn Việc điều chế nylon-12 lon dễ dàng kiểm soát để tạo sản phẩm mà đáp ứng tất yêu cầu, đặc biệt liên quan đến mức độ trùng hợp trạng thái nóng chảy Không giống nhiều vật liệu polymer khác polyme vinyl polyolefin, trình chế biến nylon-12 khó khăn việc trì phân bố trọng lượng phân tử tương tự độ nhớt Khi điều chế nó, polyme có hàm lượng nước thấp đóng vai trò quan trọng Polyme có nhờ áp dụng điện trường với hàm lượng nước thấp Điều nói ứng dụng lĩnh vực khác Như kết việc đặc trưng, nylon-12 bảo đảm vị trí ngành công nghiệp điện châu Âu Một số lượng lớn điều chế cho bao gồm cáp Các ứng dụng khác nylon-12 thực ngành công nghiệp ô tô hệ thống thủy lực Trước đây, sử dụng để sản xuất ống dẫn dầu xăng Các chất sản suất từ nilon-12, đặc biệt túi công nghiệp, tìm kiếm để ứng dụng ngày nhiều ngành công nghiệp thực phẩm, chúng dùng để sản xuất túi tiệt trùng sử dụng dược phẩm ngành y tế Cuối dùng để sản xuất vật liệu cách điện Ứng dụng nilon-12 kỹ thuật nhựa, phương tiện ép phun để gia công các phận có tính xác bánh răng, đinh vít, bơm tiêm, vật liệu cách nhiệt, sản xuất cánh quạt tàu Trong trình chế biến nilon-12, thêm phụ gia polyamit thông thường, chẳng hạn chất dẻo, chất kết tinh, bột màu, gia nhiệt, ánh sáng ổn định trình trùng hợp thêm sau đó, để điều chỉnh cho sản phẩm cuối phù hợp với mục đích sử dụng Một ứng dụng nylon-12 cho lĩnh vực khác liên quan đến việc sử dụng kim loại sơn Đối với mục đích polymer sử dụng phải dạng bột Để có loại bột vậy, vật liệu nghiền thành bột, máy xay kết tủa dung môi cyclohexanone caprolactam Các kim loại sau mạ lên trình thiêu kết phương pháp tĩnh điện trước kích thước hạt khoảng 100-200µ, kích thước hạt nhỏ 100p phù hợp Ngoài kim loại sơn, bột nylon-12 sử dụng ngành công nghiệp dệt may, sử dụng chất kết dính bột để sửa chữa vật liệu làm cứng may khâu viền Nhưng, đây, để đáp ứng yêu cầu này, polyamit nilo-12 phải có điểm nóng chảy 120-140°C với điều kiện vậy, kết bột keo không bị hòa tan chất tẩy rửa thông thường Cuộc khảo sát ứng dụng nylon-12 không hoàn toàn đầy đủ không kể đến sử dụng vật liệu nhựa ngành công nghiệp dệt may Là polyamide với cấu trúc thẳng chuỗi, nylon-12 có thể, tự nhiên, tách mà không gặp khó khăn Tuy nhiên, nhiệt độ nóng chảy thấp đường cong ứng suất biến dạng phẳng, việc sử dụng lĩnh vực kỹ thuật, ví dụ lốp xe, cần phải đặt yêu cầu Ngược lại, hấp thụ nước kém, phù hợp cho việc sản xuất quần áo, chí vớ đồ lót, làm cho người mặc cảm giác thoải mái Trong khoảng thời gian dài người ta nghĩ sợi tổng hợp thích hợp cho loại vải quần áo len tự nhiên, lụa, sợi điện Sự thấm nước nilon-12 đo áp suất 1atm độ ẩm tương đối 65% Trái ngược với PE, nilon-12 có khả thấm hương thơm tốt, nilon-12 ngày quan trọng ngành công nghiệp thực phẩm, đóng gói bao bì sản phẩm Nilon-12 thường bổ sung vào PE để cải thiện khả chống thấm nước hương thơm Nilon-12 giữ tính chất hóa học xăng ete metanol Tương tự, trì tính chất dung môi hữu butyl axetat, benzen dầu mỡ động thực vật, dung môi phenol số hợp chất hydrocacbon có chứa clo lại ức chế tính chất hóa học Nhóm amin nilon-12 bị phân tách môi trường kiềm axit Để phân biệt nilon-12 nilon-6, người ta thường sử dụng axit formic làm chất thử, nilon-6 tan nó, nilon-12 không Mặc dù hấp thụ nước thấp, nilon-12 dễ bị thủy phân Vì vậy, làm việc với polyamide này, cần đặc biệt ý đến trình chế biến Ví dụ, hàm lượng nước thấp 0,1% làm giảm độ nhớt nóng chaỷ nilon-12 20 phút 270oC từ 5700 xuống 3300P Hàm lượng nước cao giá trị mang lại giảm sút đáng kể, lượng nước thấp dẫn đến trình ngưng tụ sản phấm có mặt chất ổn định Giống tất polycondensation, nylon-12 có số tỷ lệ phần trăm thành phần chuỗi ngắn tùy thuộc vào mức độ trùng hợp tương ứng với chức phân phối Flory Những oligome này, khác với ligome nilon-6, chúng không tan nước, giá trị nó, giống polyeste nilon-66 khoảng 0,1%( sợi tổng hợp nilon-66 có 1,5% oligome Chúng gần không tan nước không làm ảnh hưởng nhiều, không cần thiết phải loại bỏ chúng nilon12 sử dụng vật liệu để đóng gói ngành công nghiệp thực phầm Tuy nhiên chúng loại bỏ cách chưng cất hồi lưu với dung môi metanol Chúng ta muốn thiết lập cân oligome-polyme phụ thuộc vào nhiệt độ nilon-12 Mục đích trình này, sau tách oligome từ nilon-12 trình trùng hợp Pn=80, làm khô chân không 90oC, gia nhiệt lượng nhỏ nhiệt độ thường ống thủy tinh kín Hình thể với hợp chất hòa tan etanol, sau trạng thái cân thiết lập, giá trị khoảng 0,1%, giá trị không phụ thuộc vào nhiệt độ Theo cho ta thấy, nhiệt độ không ảnh hưởng đến trạng thái cân trình Rõ ràng việc thiết lập trạng thái cân thời gian dài tỷ lệ tái hình thành oligome phụ thuộc vào nhiệt độ thử nghiệm Hơn nữa, tỷ lệ reequilibration ảnh hưởng mạnh mẽ có mặt nước mẫu ( hình 7) Tất mẫu polyme nghiên có mức độ trùng hợp, Pn=80 Như chất ổn định, chúng có chưa axit sebacic Sau tách hợp chất metanol, mẫu nghiên cứu chứa lượng nước khác (lượng nước thể hình 7) Thí nghiệm tiến hành cốc kín nhiệt độ chọn 280oC Tương tự nilon-6, lượng nước lớn mẫu polyme, cao trạng thái cân III Ứng dụng Việc sử dụng Nilon-12 dựa tính chất vượt trội chúng: + Đặc biệt độ dẻo độ bền va chạm dựa vào cấu trúc loại polyamit + Hấp thụ nước chuỗi mạch -(CONH)- dài + Chống ăn mòn tốt + Điểm nóng chảy thấp Do đặc điểm nylon-12 mà sử dụng ngành công nghiệp nhựa bao gồm nhựa phim, bột thiêu kết cho kim loại sơn Việc điều chế nylon-12 lon dễ dàng kiểm soát để tạo sản phẩm mà đáp ứng tất yêu cầu, đặc biệt liên quan đến mức độ trùng hợp trạng thái nóng chảy Không giống nhiều vật liệu polymer khác polyme vinyl polyolefin, trình chế biến nylon-12 khó khăn việc trì phân bố trọng lượng phân tử tương tự độ nhớt Khi điều chế nó, polyme có hàm lượng nước thấp đóng vai trò quan trọng Polyme có nhờ áp dụng điện trường với hàm lượng nước thấp Điều nói ứng dụng lĩnh vực khác Như kết việc đặc trưng, nylon-12 bảo đảm vị trí ngành công nghiệp điện châu Âu Một số lượng lớn điều chế cho bao gồm cáp Các ứng dụng khác nylon-12 thực ngành công nghiệp ô tô hệ thống thủy lực Trước đây, sử dụng để sản xuất ống dẫn dầu xăng Các chất sản suất từ nilon-12, đặc biệt túi công nghiệp, tìm kiếm để ứng dụng ngày nhiều ngành công nghiệp thực phẩm, chúng dùng để sản xuất túi tiệt trùng sử dụng dược phẩm ngành y tế Cuối dùng để sản xuất vật liệu cách điện Ứng dụng nilon-12 kỹ thuật nhựa, phương tiện ép phun để gia công các phận có tính xác bánh răng, đinh vít, bơm tiêm, vật liệu cách nhiệt, sản xuất cánh quạt tàu Trong trình chế biến nilon-12, thêm phụ gia polyamit thông thường, chẳng hạn chất dẻo, chất kết tinh, bột màu, gia nhiệt, ánh sáng ổn định trình trùng hợp thêm sau đó, để điều chỉnh cho sản phẩm cuối phù hợp với mục đích sử dụng Một ứng dụng nylon-12 cho lĩnh vực khác liên quan đến việc sử dụng kim loại sơn Đối với mục đích polymer sử dụng phải dạng bột Để có loại bột vậy, vật liệu nghiền thành bột, máy xay kết tủa dung môi cyclohexanone caprolactam Các kim loại sau mạ lên trình thiêu kết phương pháp tĩnh điện trước kích thước hạt khoảng 100-200µ, kích thước hạt nhỏ 100p phù hợp Ngoài kim loại sơn, bột nylon-12 sử dụng ngành công nghiệp dệt may, sử dụng chất kết dính bột để sửa chữa vật liệu làm cứng may khâu viền Nhưng, đây, để đáp ứng yêu cầu này, polyamit nilo-12 phải có điểm nóng chảy 120-140°C với điều kiện vậy, kết bột keo không bị hòa tan chất tẩy rửa thông thường Cuộc khảo sát ứng dụng nylon-12 không hoàn toàn đầy đủ không kể đến sử dụng vật liệu nhựa ngành công nghiệp dệt may Là polyamide với cấu trúc thẳng chuỗi, nylon-12 có thể, tự nhiên, tách mà không gặp khó khăn Tuy nhiên, nhiệt độ nóng chảy thấp đường cong ứng suất biến dạng phẳng, việc sử dụng lĩnh vực kỹ thuật, ví dụ lốp xe, cần phải đặt yêu cầu Ngược lại, hấp thụ nước kém, phù hợp cho việc sản xuất quần áo, chí vớ đồ lót, làm cho người mặc cảm giác thoải mái Trong khoảng thời gian dài người ta nghĩ sợi tổng hợp thích hợp cho loại vải quần áo len tự nhiên, lụa, sợi chúng sở hữu tỷ lệ hấp thụ nước cao, cụ thể 20-30% Thậm chí ngày người ta tiếp tục nghiên cứu polyamit có độ hút nước cao Nhưng kinh nghiệm cho thấy chất liệu để mặc thoải mái, chất liệu để thoát nước cho quần áo quan trọng so với khả hấp thụ nước cao Dưới thuận lợi để thu hút ý đến thực tế sợi polyester tiếng hấp thụ 0,6% nước nhiệt độ bình thường 65% độ ẩm tương đối Vì ổn định kích thước nó, nylon-12 phù hợp cho sản xuất quần áo bơi Để xác minh điều này, đồ bơi làm từ nylon-12 thử nghiệm Kết cho thấy đồ bơi làm từ chất liệu vừa đảm bảo chất lượng hình thức, điều kiện ẩm ướt đồ làm từ nilon-12 khô nhanh vải thường Chúng hy vọng với vài thông tin hạn chế này, tất người làm quen với nylon-12 Chúng cảm thấy chắn giúp lấp đầy khoảng trống kỹ thuật chất dẻo./ NYLON -12 XIII Giới thiệu chung Trong năm qua vật liệu dẻo sản xuất khắp Châu Âu, đặc biệt Đức Thụy Sỹ Nhật Bản nhà máy thử nghiệm nhỏ, Hoa Kỳ việc cấp giấy phép sản xuất cấp cho công ty tiếng nơi sản xuất quy mô lớn dự kiến bắt đầu tương lai gần Nilon 12 có tên gọi khác polyamit(PA), không sử dụng rộng rãi Nylon6-6, có tính chất vật lý tốt cho sản xuất sản phẩm khác nhau,bao gồm dây cáp,dây cách điện,trở lực linh hoạt , đầu phun,giảm sóc bánh răng, mũ che linh hoạt, miếng đệm tấm, vòng niêm phong, phủ bảo vệ, ống thông y tế, chí dày trượt tuyết Đây vật liệu dẻo, loại polymer, biết đến Nylon 12, tên có cấu trúc mạnh thẳng với nhóm axit amin 12 nguyên tử C đơn vị monomer (hình 1) Nilon 12 điều chế tử ῳ-aminolauric acid, ῳ-aminododecanoic axit từ lauryl lactam Khả điều chế ứng dụng sáng chế Carothers, đặc biệt sáng chế Hoa Kỳ 2.071.253, năm 1935 năm 1938 sáng chế Schlack ứng dụng DRP 748.253 Sau phát triển phương pháp Ziegler Wilke năm 1957 để điều chế cyclo-dodecatriene trimerizing butadiene, sản xuất công nghiệp xem xét Từ cyclododecatriene, trường hợp caprolactam, có số đường tạo lauryl lactam Ba đường quan trọng thể hình Như vậy, với sản lượng oxosynthesis cyclodecatriene oxy- dodecane methyl x bước Oxymethylcyclo-dodecane sau bị oxy hóa thành cyclo-dodecanone axit, đó, lần lượt, diện axit nitroso sulfuric, tạo lauryl lactam qua oxime cyclododecanone trung gian mà không bị isome hóa Cả hai phương pháp tổng hợp khác dẫn thành cyclo-dodecane kết trình hydro hóa cyclododeca-triene Trong phương pháp cyclododecanone oxime sản xuất cách giới thiệu ánh sáng-xúc tác nhóm nitroso- vào cyclo-dodecane Sau đó, phương tiện Beckmann xếp lại, điều có sản lượng oxime lauryl lactam Hầu kiến cho phương pháp kinh tế nhất, sử dụng Chemische Werke Huls Emser Werke, đâu tiên để chuyển đổi cyclododecanol thành cyclododecanone Sau đó, phản ứng với hydroxyl- amin tạo oxime đó, trước đây, thông qua Beckmann xếp lại với trợ giúp axit sulfuric oleum, tạo sản lượng lauryl lactam Bởi plolyme điều chế từ w-aminolauric axit lauryl lactam, đường sau thảo luận, nghiên cứu XIV Những tính chất ứng dụng Polime hóa: Như đề cập , nylon-12 điều chế không từ lauryl lactam mà điều chế từ w-amino axit tương ứng Nylon-11, Rilsan giống Nylon-12 tính chất nó, điều chế từ w-amino acid tương ứng cụ thể w-amino-undecanoic acid Tuy nhiên trái với aminoun-decanoic acid , thu từ dầu castor, cách kinh tế tìm thấy cho việc điều chế w-aminododecanoic acid Vì xem xét việc điều chế plolime, giới hạn lactam nguyên liệu ban đầu Lauryl lactam chất không màu, dễ dàng bị kết tinh, nhiệt độ nóng chảy 1530C, bị hòa tan nước dễ hòa tan dung môi hữu cơ, hòa tan nhẹ nước phải đòi hỏi nhiệt độ cao áp suất để phá vỡ vòng lactam gọi thủy phân polimehoa bước để phản ứng *** Việc tạo w-aminolauric acid, có mặt nước bước sản xuất phân tử plolyme thấp Sau loại bỏ nước bể chứa phản ứng polymer thu cách dẽ dàng Trong thực tế nhiệt độ phản ứng xấp xỉ 3000C Các chuỗi dài polymer định bổ sung mono- dicarboxylic axit mono-của diamines , chẳng hạn axit sebacic benzylamine , respect-tively Về mặt lý thuyết bổ sung 1/100mol chất ổn định, ví dụ kết mong đợi mức độ số lương trung bình trùng hợp 100-ie ,tức P=100 Tuy nhiên lượng nước mà loại bỏ hoàn toàn, hoạt động chất ổn định mức độ trùng hợp tìm thấy thấp với giá trị mong đợi Để tìm thấy liên quan thực tế mức độ trùng hợp giải pháp quan trọng, kết độ nhớt, định với Dr.Zarate, chất độ nhớt thông qua chuẩn độ nhóm cuối mức độ số lượng trung bình trùng hợp nhiều Nylon-12 khác Lấy m-cresol dung môi sử dụng mốt quan hệ Mark-Houwink , thu biểu thức sau :Pn=52.2 Pn=52.2[n]1.43 Đương nhiên phương trình ‘’rất xảy ‘’ phân phối bảo đảm mẫu nylon-12 hydrolytically polymerized poly- cao Nhiệt độ cao xảy sư kết hợp giả định , cách chưng phần mẫu polymer thấy xác chứa nước ,ngược lại với mẫu không trùng hợp trạng thái rắn sản phẩn phân nhánh cho polymerized nylon-12 , giải định không hợp lý(2) Kết phân đoạn rắn postpolymerized nylon-12 đưa hình sản phẩm ban đầu trùng hợp, với mức độ số lượng trung bình trùng hợp 88 (E=88) phân đoạn phân thành 50 phần, đưa biểu đồ phân bố thực nghiệm đồng thuận hoàn hảo với đường cong phân phối Flory lý thuyết đường cong phân phối sản phẩm polymer giống với hình thức sản phẩm ngưng tụ ban đầu , trường hợp thay đổi để lượng phân tử cao rõ ràng Bảng 1: Tính chất,đặc điểm Nylon-12 so với Nylon-6 polyethylene in điều kiện Tính chất vật lý Nylon-6 Khoảng nhiệt độ 215-220 nống chảy 0C Nylon-12 178-180 Polyethylene 125-130 Trọng lượng riêng g/cc Độ hấp thụ nước,65%RH 200C,% Độ bền kéo ,psi Độ dãn dài bị tác động , cm psi Độ cứng ,psi Moodun đàn hồi Độ phồng nước ,% Độ đàn hồi,ohm,cm Độthấm nước(0.05 mm chiều dày),cc/m 24h Độ oxyhoa (0.05mm chiều dày ) ,cc/m224h 1atm Khả chống thấm aroma Khả chống thấm dầu mỡ Hấp thụ dung môi trông 1000h 200C Petroleum ether,% Methanol,% Water,% 1.14 1.01 0.96 4.4 0.85 0.01 8530 9240 3560 427 427-711 213 7110 212000 9240 170000 5690 142000 2.5 0.2 0.5*1012 1*1014 1*1018 35 130 300 1500 Tốt Tốt Không tôt Tốt Tốt Không tốt 0.6 15.4 10.5 1.4 8.5 1.5 8.6 0.1 0.08 II.2 Tính chất Nylon-12 Nylon-12 kết hợp tính chất tốt độ cứng cao, độ bền dẻo cao khả chống mài mòn điển hình poliamit Nylon4 Nylon-6-6 đặc tính bật khác, cụ thể độ nhạy cảm với nước thấp khối lượng riêng polyolefins Một số tính chất vật lý nhìn thấy nhiệt điện grams cho hình Đối với mục đích việc so sánh sơ đồ DSC Nylon-6 , -11, -66 thể hình Cũng Nylon-12 với nhiệt độ 1800C có nhiệt độ nóng chảy thấp tất cả, nhiên đủ cao cho mục đích thực tế Nhiệt độ chuyển thủy tinh ( Tg) polyamit nhiều hơn, xu hướng nhiệt độ chuyển tinh thể thấp với tăng chiều dài chuỗi nhóm rõ ràng Ở quan tâm rằng, so với poliamit khác Nylon-6 có độ kiên cố hóa thấp Bởi chuỗi hydrocacbon tương đối dài nó, Nylon12 có khối lượng riêng 1.01, trái ngược với Nylon-6 -66 1.15 Tương tự , tỷ lệ tương đối thấp hấp thụ nước Nylon-12 tính chất cấu trúc ( gần cấu trúc prafin) Trong hình Tốc độ hấp thụ nước poliamit thay đổi theo hàm số nguyên tử C phân tử cho thấy Những số liệu từ thu từ phòng thí nghiệm độ ẩm tương đối 65% Thực tế tất thuộc tính Nylon-12 nằm Nylon-6 polyethylene quy cho chuỗi hydrocacbon tương đối dài mà tạo thành đơn vị lặp poly-amide Trong bảng cố để so sánh tính chất Nylon-12 với polyethylene Nylon-6 áp suốt thấp Ở đáng nói đến tính chất tương tự nilon-66 Tất số liệu thu từ sản phẩm mà làm lạnh trước đo Các tính chất vật lý Nilon-12, điểm nóng chảy nó, nằm nilon-6 polyetylen Đề cập đến cường độ sức kéo ảnh hưởng mạnh tác động, lưu ý hai thuộc tính phụ thuộc nhiều vào trọng lượng phân tử Các sản phẩm có mức độ polyme hóa cao chúng có độ nhớt va độ nóng chảy cao hơn, độ cứng độ bền va chạm quan tâm sản phẩm có mức độ polyme hóa thấp Đối với nilon-6 nilon-66, vài tính chất quan trọng bị ảnh hưởng lượng nước vật liệu nhiệt độ thử nghiệm Chúng tìm hiểu ép phun kỹ thuật lần sử dụng ngành công nghiệp nhựa, sau có lược bỏ túi làm nylon-6 Thông thường uốn cong hai đầu để chạm vào Một ngày trời lạnh không khí khô, vấn đề uốn nhẹ đủ để phá vỡ Trái với nilon-6 nilon-66, va chạm mạnh nilon-12 bị ảnh hưởng nhẹ khí khô lạnh Chú ý trương nở nhẹ nilon-12 nước Mặc dù tính chất nilon-12 không poly etylen, sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp điện Sự thấm nước nilon-12 đo áp suất 1atm độ ẩm tương đối 65% Trái ngược với PE, nilon-12 có khả thấm hương thơm tốt, nilon-12 ngày quan trọng ngành công nghiệp thực phẩm, đóng gói bao bì sản phẩm Nilon-12 thường bổ sung vào PE để cải thiện khả chống thấm nước hương thơm Nilon-12 giữ tính chất hóa học xăng ete metanol Tương tự, trì tính chất dung môi hữu butyl axetat, benzen dầu mỡ động thực vật, dung môi phenol số hợp chất hydrocacbon có chứa clo lại ức chế tính chất hóa học Nhóm amin nilon-12 bị phân tách môi trường kiềm axit Để phân biệt nilon-12 nilon-6, người ta thường sử dụng axit formic làm chất thử, nilon-6 tan nó, nilon-12 không Mặc dù hấp thụ nước thấp, nilon-12 dễ bị thủy phân Vì vậy, làm việc với polyamide này, cần đặc biệt ý đến trình chế biến Ví dụ, hàm lượng nước thấp 0,1% làm giảm độ nhớt nóng chaỷ nilon-12 20 phút 270oC từ 5700 xuống 3300P Hàm lượng nước cao giá trị mang lại giảm sút đáng kể, lượng nước thấp dẫn đến trình ngưng tụ sản phấm có mặt chất ổn định Giống tất polycondensation, nylon-12 có số tỷ lệ phần trăm thành phần chuỗi ngắn tùy thuộc vào mức độ trùng hợp tương ứng với chức phân phối Flory Những oligome này, khác với ligome nilon-6, chúng không tan nước, giá trị nó, giống polyeste nilon-66 khoảng 0,1%( sợi tổng hợp nilon-66 có 1,5% oligome Chúng gần không tan nước không làm ảnh hưởng nhiều, không cần thiết phải loại bỏ chúng nilon12 sử dụng vật liệu để đóng gói ngành công nghiệp thực phầm Tuy nhiên chúng loại bỏ cách chưng cất hồi lưu với dung môi metanol Chúng ta muốn thiết lập cân oligome-polyme phụ thuộc vào nhiệt độ nilon-12 Mục đích trình này, sau tách oligome từ nilon-12 trình trùng hợp Pn=80, làm khô chân không 90oC, gia nhiệt lượng nhỏ nhiệt độ thường ống thủy tinh kín Hình thể với hợp chất hòa tan etanol, sau trạng thái cân thiết lập, giá trị khoảng 0,1%, giá trị không phụ thuộc vào nhiệt độ Theo cho ta thấy, nhiệt độ không ảnh hưởng đến trạng thái cân trình Rõ ràng việc thiết lập trạng thái cân thời gian dài tỷ lệ tái hình thành oligome phụ thuộc vào nhiệt độ thử nghiệm Hơn nữa, tỷ lệ reequilibration ảnh hưởng mạnh mẽ có mặt nước mẫu ( hình 7) Tất mẫu polyme nghiên có mức độ trùng hợp, Pn=80 Như chất ổn định, chúng có chưa axit sebacic Sau tách hợp chất metanol, mẫu nghiên cứu chứa lượng nước khác (lượng nước thể hình 7) Thí nghiệm tiến hành cốc kín nhiệt độ chọn 280oC Tương tự nilon-6, lượng nước lớn mẫu polyme, cao trạng thái cân III Ứng dụng Việc sử dụng Nilon-12 dựa tính chất vượt trội chúng: + Đặc biệt độ dẻo độ bền va chạm dựa vào cấu trúc loại polyamit + Hấp thụ nước chuỗi mạch -(CONH)- dài + Chống ăn mòn tốt + Điểm nóng chảy thấp Do đặc điểm nylon-12 mà sử dụng ngành công nghiệp nhựa bao gồm nhựa phim, bột thiêu kết cho kim loại sơn Việc điều chế nylon-12 lon dễ dàng kiểm soát để tạo sản phẩm mà đáp ứng tất yêu cầu, đặc biệt liên quan đến mức độ trùng hợp trạng thái nóng chảy Không giống nhiều vật liệu polymer khác polyme vinyl polyolefin, trình chế biến nylon-12 khó khăn việc trì phân bố trọng lượng phân tử tương tự độ nhớt Khi điều chế nó, polyme có hàm lượng nước thấp đóng vai trò quan trọng Polyme có nhờ áp dụng điện trường với hàm lượng nước thấp Điều nói ứng dụng lĩnh vực khác Như kết việc đặc trưng, nylon-12 bảo đảm vị trí ngành công nghiệp điện châu Âu Một số lượng lớn điều chế cho bao gồm cáp Các ứng dụng khác nylon-12 thực ngành công nghiệp ô tô hệ thống thủy lực Trước đây, sử dụng để sản xuất ống dẫn dầu xăng Các chất sản suất từ nilon-12, đặc biệt túi công nghiệp, tìm kiếm để ứng dụng ngày nhiều ngành công nghiệp thực phẩm, chúng dùng để sản xuất túi tiệt trùng sử dụng dược phẩm ngành y tế Cuối dùng để sản xuất vật liệu cách điện Ứng dụng nilon-12 kỹ thuật nhựa, phương tiện ép phun để gia công các phận có tính xác bánh răng, đinh vít, bơm tiêm, vật liệu cách nhiệt, sản xuất cánh quạt tàu Trong trình chế biến nilon-12, thêm phụ gia polyamit thông thường, chẳng hạn chất dẻo, chất kết tinh, bột màu, gia nhiệt, ánh sáng ổn định trình trùng hợp thêm sau đó, để điều chỉnh cho sản phẩm cuối phù hợp với mục đích sử dụng Một ứng dụng nylon-12 cho lĩnh vực khác liên quan đến việc sử dụng kim loại sơn Đối với mục đích polymer sử dụng phải dạng bột Để có loại bột vậy, vật liệu nghiền thành bột, máy xay kết tủa dung môi cyclohexanone caprolactam Các kim loại sau mạ lên trình thiêu kết phương pháp tĩnh điện trước kích thước hạt khoảng 100-200µ, kích thước hạt nhỏ 100p phù hợp Ngoài kim loại sơn, bột nylon-12 sử dụng ngành công nghiệp dệt may, sử dụng chất kết dính bột để sửa chữa vật liệu làm cứng may khâu viền Nhưng, đây, để đáp ứng yêu cầu này, polyamit nilo-12 phải có điểm nóng chảy 120-140°C với điều kiện vậy, kết bột keo không bị hòa tan chất tẩy rửa thông thường Cuộc khảo sát ứng dụng nylon-12 không hoàn toàn đầy đủ không kể đến sử dụng vật liệu nhựa ngành công nghiệp dệt may Là polyamide với cấu trúc thẳng chuỗi, nylon-12 có thể, tự nhiên, tách mà không gặp khó khăn Tuy nhiên, nhiệt độ nóng chảy thấp đường cong ứng suất biến dạng phẳng, việc sử dụng lĩnh vực kỹ thuật, ví dụ lốp xe, cần phải đặt yêu cầu Ngược lại, hấp thụ nước kém, phù hợp cho việc sản xuất quần áo, chí vớ đồ lót, làm cho người mặc cảm giác thoải mái Trong khoảng thời gian dài người ta nghĩ sợi tổng hợp thích hợp cho loại vải quần áo len tự nhiên, lụa, sợi chúng sở hữu tỷ lệ hấp thụ nước cao, cụ thể 20-30% Thậm chí ngày người ta tiếp tục nghiên cứu polyamit có độ hút nước cao Nhưng kinh nghiệm cho thấy chất liệu để mặc thoải mái, chất liệu để thoát nước cho quần áo quan trọng so với khả hấp thụ nước cao Dưới thuận lợi để thu hút ý đến thực tế sợi polyester tiếng hấp thụ 0,6% nước nhiệt độ bình thường 65% độ ẩm tương đối Vì ổn định kích thước nó, nylon-12 phù hợp cho sản xuất quần áo bơi Để xác minh điều này, đồ bơi làm từ nylon-12 thử nghiệm Kết cho thấy đồ bơi làm từ chất liệu vừa đảm bảo chất lượng hình thức, điều kiện ẩm ướt đồ làm từ nilon-12 khô nhanh vải thường Chúng hy vọng với vài thông tin hạn chế này, tất người làm quen với nylon-12 Chúng cảm thấy chắn giúp lấp đầy khoảng trống kỹ thuật chất dẻo./