ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЗМА ГАЗОЖИДКОСТНОГО ПОЛИАМИДИРОВАНИЯ В ПЕННОМ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ
Аннотация
Описаны краткая характеристика реакционной системы опытного производства жирноароматических полиамидов на основе алифатических диаминов (ацилируемых мономеров) и дихлорангидридов дикарбоновых кислот (ацилирующих мономеров) способом газожидкостной поликонденсации в высокотурбулизованном пенном гидродинамическом режиме. Предложены технологическая схема и рациональное аппаратурное оформление технологии политерефталамидов, реакторное устройство (реактор-фибридатор), включающее двухступенчатую реакционную камеру и соосно расположенную под ней камеру генерирования газовой фазы. Описаны химизм и принцип действия установки. В способе совмещены химические процессы полиамидирования с физическими процессами реакционного формования полиамидных фибридов или газоструктурных элементов, применяемых в технологии газонаполненных пластмасс. Реакционная система способа включает три структурные единицы: жидкая фаза (воднощелочной раствор алифатических, циклоалифатических и жирноароматических диаминов), газовая фаза (перегретые пары дихлорангидридов ароматических и алифатических дикарбоновых кислот, диспергированные в динамическом потоке воздуха или инертного газа) и поверхность раздела (граница раздела газ-жидкость). Газожидкостное полиамидирование сопровождается фазообразованием: реакционная система в ходе процесса становится трехфазной – набухший полимер образует твердую подвижную фазу (целевой продукт), которая выполняет функции стабилизатора пенного режима, что позволяет вести технологический процесс при оптимальных линейных скоростях газовой фазы 30–35 м/с (в отличие от классического двухфазного пенного режима – 4 м/с). Предложен механизм полиамидирования на границе раздела жидкость-газ, включающий две версии процесса (адсорбционный и конденсационный) в зависимости от соотношения температурных характеристик ацилирующего мономера и жидкой фазы, несущей ацилируемый мономер. Анализ предложенных версий механизма позволяет принимать инженерное решение о целесообразности организации цикла по жидкой фазе. Приведены вероятный критерий для прогнозирования версий механизма и примеры реакционных систем с конденсационной и абсорбционной версиями полиамидирования.
Литература
Nikiforov V.A., Pankratov E.A., Laguseva E.I., Berezkin A.V. Gas-liquid polycondensation. Tver: TvGTU. 2004. 268 p. (in Russian).
Nikiforov V.A., Pankratov E.A., Laguseva E.I., Kravets T.L. Reaction molding of polyamide fibrids. Tver: TvGTU. 2008. 56 p. (in Russian).
Sokolov L.B. Basics of polymer synthesis by polycon-densation. M.: Khimiya. 1979. 264 p. (in Russian).
Nikiforov V.A., Laguseva E.I., Pankratov E.A. Acylated gas-liquid polyamidation monomers. Fizika i khimiya polimerov: sintez, svoystva i primeneniye: Sb. nauch. tr. 2015. N 21. P. 245–252 (in Russian).
Nikiforov V.A., Laguseva E.I., Pankratov E.A. Aromatic chloranhydrides in gas-liquid polycondensation processes. Fizika i khimiya polimerov: sintez, svoystva i primeneniye: Sb. nauch. tr. 2011. N 17. P. 295–297 (in Russian).
Laguseva E.I., Nikiforov V.A., Pankratov E.A. Problems of the raw material base of gas-liquid polycondensa-tion. XIX Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. Volgograd: IUNLVolGGTU. 2011. 400 p. (in Russian).
Laguseva E.I., Maslennikova G.A., Nikiforov V.A., Pankratov E.A. Theoretical prerequisites for the use of water vapor as a carrier of the gas phase of gas-liquid polycondensation processes. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2009. V. 52. N 7. P. 106–109 (in Russian).
Nikiforov V.A., Laguseva E.I., Pankratov E.A. Reac-tion systems of gas-liquid polyamidation in a highly turbulized hydrodynamic mode. Vestn. Tver. Gos. Un-ta. Ser.: Khimiya. 2016. N 1. С.195–206 (in Russian).
Nikiforov V.A., Pankratov E.A., Laguseva E.I. Synthesis of polyamide-6T by gas-liquid polycondensation in a perforated reactor. Fizika i khimiya polimerov: sintez, svoystva i primeneniye: Sb. nauch. tr. 2004. N 10. P. 216-220 (in Russian).
Nikiforov V.A., Laguseva E.I., Pankratov E.A., Chelnokov P.Yu. About the role of the reactor-fibridator diameter Fizika i khimiya polimerov: sintez, svoystva i primeneniye: Sb. nauch. tr. 2010. N 16. P. 350–353 (in Russian).
Nikiforov V.A., Markova V.A. Hydrodynamic analysis of the reactor-fibridator during the synthesis of polyamide-6T. Fizika i khimiya polimerov: sintez, svoystva i primeneniye: Sb. nauch. tr. 1997. N 3. P. 72–76 (in Russian).
Nikiforov V.A., Pankratov E.A., Laguseva E.I., Maslennikova G.A. Interbiscopolycondensation in the production of copolyamide fibrides by the method of reaction molding and polyarylates. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2006. V. 49. N 4. P. 65–70 (in Russian).
Nikiforov V.A., Pankratov E.A., Laguseva E.I., Maslennikova G.A. Concentrations of monomers in the contacting phases in the process of gas-liquid polycondensation. Fizika i khimiya polimerov: sintez, svoystva i primeneniye: Sb. nauch. tr. 2005. N 11. P. 213–218 (in Russian).
Nikiforov V.A., Pankratov E.A., Laguseva E.I., Maslennikova G.A. Interbiscopolycondensation at the liquid-gas interface. Fizika i khimiya polimerov: sintez, svoystva i primeneniye: Sb. nauch. tr. 2005. N 11. P. 206–212 (in Russian).
Nikiforov V.A., Laguseva E.I., Pankratov E.A. The thickness of the condensate film of the acylating monomer in the process of gas-liquid polyamidation. Vestn. Tver. Gos. Tekhnich. Un-ta. 2010. N 17. P. 42–44 (in Russian).
Tarat E.Ya., Mukhlenov I.P., Tubolkin A.F., Tumarkina E.S. Foam mode and foam machines. L.: Khimiya. 1977. 304 p. (in Russian).
Nikiforov V.A., Pankratov E.A., Laguseva E.I. The optimal speed of the gas phase in the process of gas-liquid polycondensation. Fizika i khimiya polimerov: sintez, svoystva i primeneniye: Sb. nauch. tr. 2006. N 12. P. 292–297 (in Russian).
Laguseva E.I., Nikiforov V.A., Pankratov E.A. Macrokinetics of the synthesis of polyterephthalamides by the method of gas-liquid polycondensation. Vestn. Novgorod. Gos. Un-ta im. Yaroslava Mudrogo. Ser. Tekhn. Nauki. 2017. N 5. P. 78–84 (in Russian).
Bondar A.A., Laguseva E.I., Nikiforov V.A., Pankratov E.A. Peculiarities of macrokinetics of the synthesis of polypiperazineterephthalamides by gas-liquid polycondensation. Sb. nauch. tr. VIII Mezhdun. nauch. konf. Khimicheskaya termodinamika i kinetika. 2018. P. 79–80 (in Russian).
Nikiforov V.A., Pankratov E.A., Laguseva E.I., Maslennikova G.A. Thin-layer heterophase polyamidation processes. Fizika i khimiya polimerov: sintez, svoystva i primeneniye: Sb. nauch. tr. 2009. N 15. P. 283–288 (in Russian).
Barannikov M.V., Bazarov Y.M., Koifman O.I. Investigation of thermal processes occurring during heating of caprolactam solutions and its cyclic oligomers in amorphous regions of polyamide-6. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2016. V. 59. N 7. P. 47-50 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.20165907.5385.
Bazarov Yu.M., Khromova T.L., Sadivsky S.Y., Koifman O.I. The composition and properties of oligomers of caprolactam extraction of water allocated for regeneration. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2016. V. 59. N 3. P. 65-68 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.20165903.5316.
Barannikov M.V., Bazarov Yu.M. Influence of methods for preparing polyamide-6 for processing processes on the properties of the finished product. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 61. N 4-5. P. 72-75 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.20186104-05.5669.
Nikiforov V.A., Laguseva E.I., Pankratov E.A. Thin-layer version of gas-liquid polycondensation. Vestn. Tver. Gos. Tekhnich. Un-ta. 2002. N 1. P. 31–34 (in Russian).
Laguseva E.I., Karaseva T.V., Pankratov E.A., Nikiforov V.A. Filtering and washing of the polyamide suspension. Fizika i khimiya polimerov: sintez, svoystva i primeneniye: Sb. nauch. tr. 2011. N 17. P. 292–294 (in Russian).
Laguseva E.I., Nikiforov V.A., Pankratov E.A. Patterns of synthesis and the molding mechanism of fatty-aromatic polyamides by gas-liquid polycondensation. XIV International Scientific and Technical Conference "Science-intensive chemical technologies-2012". May 21-25. 2012. Tula-Yasnaya Polyana-Kulikovo Pole. M.: Izdatel'stvo MITKH. 2012. P. 450 (in Russian).
Volokhina A.V., Machalaba N.N., Pedchenko N.V. Heatresistant aramid fiber of tverlan. Tekhnich. Tekstil'. 2001. N 2. http://rustm.net/catalog/article/766.html (In Russian).
Say the word about Russian fibers. Tekhnich. tekstil'. 2012. N 27. http://rustm.net/catalog/article/2101.html (in Russian).
Mikhailin Yu.A. Aromatic aramids and their use in technique. Polimer. Matery: Izdeliya, Oborudovaniye, Tekhnologiya. 2001. N 3. P. 2–4 (in Russian).
Berkovsky B.L. Fire resistant Rusar. Tekhnich. Tekstil. 2001. N 14. http://rustm.net/catalog/article/849.html (in Russian).
