НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СИНТЕЗА ПОЛИАМИДА-6 И ЕГО СВОЙСТВА
Аннотация
Для получения полимерных композиционных материалов в первую очередь необходимо ориентироваться на физико-химические свойства полимеров, которые являются основой для их производства. Одним из востребованных полимеров для производства изделий промышленного и бытового применения в России и в мире является полиамид-6. Разрабатывается и совершенствуется технология получения данного полимера методом низкотемпературной гидролитической полимеризации капролактама. На первой стадии - двухступенчатого синтеза капролактама при использовании воды в качестве катализатора при последовательном понижении температуры - получен форполимер полиамида-6. Для получения продукта с низкой вязкостью полученный форполимер с целью снижения содержания исходного мономера подготавливается к переработке с помощью процесса совмещенной демономеризации и сушки. Для получения продукта с высокими показателями вязкости и молекулярной массы последовательно проводили процессы твердофазного дополиамидирования и совмещенной демономеризации и сушки. Подобраны оптимальные технологические параметры для проведения каждой стадии процесса. Установлены основные физико-химические показатели полученного продукта: содержание капролактама и низкомолекулярных соединений, относительная вязкость, молекулярная масса. Показано влияние технологических особенностей разрабатываемой технологии на свойства конечного продукта. Разработанные технологические параметры позволяют за счет встраивания мономера и его олигомеров в макромолекулу полимера повысить выход целевого продукта, а также соответствующие характеристики гранулята. Доказано, что конечный продукт отвечает требованиям к полиамиду-6, готовому к переработке в полимерные композиционные материалы. Низковязкий полиамид-6 используется для получения нитей и волокон, а высоковязкий – для получения конструкционных изделий и пластических масс.
Для цитирования:
Баранников М.В. Низкотемпературная технология синтеза полиамида-6 и его свойства. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 1. С. 72-76. DOI: 10.6060/ivkkt.20256801.7091.
Литература
Kakhramanov N.T., Allahverdiyeva Kh.V., Mustafayeva F.A., Nasibov Kh.N. Theoretical aspects of the in-jection molding process of multicomponent nanocompo-sites based on polyolefins. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 1. P. 83-91. DOI: 10.6060/ivkkt.20226501.6451.
Kataria Y.V., Klushin V.A., Kashparova V.P., Tokarev D.V., Smirnova N.V. Conductive polymer composite ma-terials based on furan polyimines for bipolar fuel cell plates. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 3. P. 93-99. DOI: 10.6060/ivkkt.20236603.6766.
Soloviev A.A. Dependence of the strength of adhesive bonds of the polyamide matrix on the operating conditions of technological equipment. Tr. SPb Gos. Mors. Tekhnich. Univer. 2022. N 1(1). P. 56-67 (in Russian). DOI: 10.52899/24141437_2022_01_56.
Tochiev D.S., Dolbin I.V., Sapaev Kh.Kh. The influence of intra- and interphase interactions on the strength of composites based on polyamide-6. Plast. Massy. 2023. N 9-10. P. 9-11 (in Russian). DOI: 10.35164/0554-2901-2023-9-10-9-11.
Spodareva A.D., Kostromina N.V. The influence of external factors on the properties of glass-filled polyam-ide. Usp. Khim. Khim. Tekhnol. 2023. V. 37. N 6(268). P. 115-117 (in Russian).
Akaeva M.M. The influence of temperature and humidity on the rheological properties of polyamide 6 and its composites. Izv. Chech. Gos. Univer. 2022. N 4(28). P. 7-10 (in Russian). DOI: 10.36684/12-2022-28-4-7-10.
Moustafa Mahmoud Yousry Zaghloul, Karen Steel, Martin Veidt, Michael T. Heitzmann. Assessment of the tribological performance of glass fibre reinforced polyamide 6 under harsh abrasive environments. Tribol. Int. 2024. V. 191. P. 109059. DOI: 10.1016/j.triboint.2023.109059.
Laurence W. Mckeen. Chap. 6 - The effects of temperature, humidity, and other factors on the properties of polyamides (nylons). Ed. by L.W. Mckeen. In: Plastics Design Library. The Effect of Temperature and Other Factors on Plastics and Elastomers. William Andrew Publ. 2023. P. 327-512. DOI: 10.1016/B978-0-323-99555-9.00001-4.
Reva O.V. The influence of the composition and content of the fireretardant composition in polyamide 6 on its physical and mechanical properties. Polimernye Mater. Tekhnol.2022. V. 8. N 4. P. 56-62 (in Russian). DOI: 10.32864/polymmattech-2022-8-4-56-62.
Tochiev D.S., Sapaev Kh.Kh., Dolbin I.V. Influence of filler type on the properties of composites based on poly-amide-6. Izv. Kab.-Balk. Gos. Univer. 2023. V. 13. N 4. P. 113-117 (in Russian).
Callister W.D., Rethwisch D.G. Characteristics, Applications, and Processing of Polymers. In: Materials Science and Engineering. Wiley. 2020. Chap. 15. P. 523-576.
Kuzmin A.M. Influence of injection rate on mechanical properties of the molding composition based on polyamide 6 and carbon nanotubes. Key Eng. Mater. 2021. V. 899. P. 195-191. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.899.185.
Yinchao Qian, Panpan Cui, Jingjing Zhang, Songlin Wang, Xiaoping Duan, Guang Li. Modified polyamide fibers with low surface friction coefficient to reduce microplastics emission during domestic laundry. Environ. Pollut. 2023. V. 335. P. 122356. DOI: 10.1016/j.envpol.2023.122356.
Latypova A.R., Barannikov M.V. Synthesis of polyaniline, polyphenylenediamine, polytoluidine and textile composite materials on their basis. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 10. P. 105-112. DOI: 10.6060/ivkkt.20216410.6458.
Kondrashov S.V., Solovyanchik L.V., Minaeva L.A., Shorstov S.Yu. Thermoplastic polyamide composition with electrically conductive properties. Tr. VIAM. 2023. N 4(122). P. 40-48 (in Russian). DOI: 10.18577/2307-6046-2023-0-4-40-48.
Solovyanchik L.V., Minaeva L.A., Gurov D.A. The influence of the type of carbon filler on the physical, me-chanical and electrical conductive properties of polyamide-based injection molded thermoplastic materials. Tr. VIAM. 2024. N 1 (131). P. 35-43 (in Russian). DOI: 10.18577/2307-6046-2024-0-1-35-43.
Radaikina E.A., Kotin A.V. Study of tribological proper-ties of polyamide composites. Tekhn. Servis Mashin. 2023. N 1(150). P. 103-109 (in Russian). DOI: 10.22314/2618-8287-2023-61-1-103-109.
Yuanyuan Zhang, Yingbo Chen, Meng Wang, Wen-xuan Su, Hao Li, Pengfei Li, Xianglin Zhang. Preparation of high temperature resistant polyamide composite nanofiltration membranes by thermally assisted interfacial polymerization. J. Membr. Sci. 2023. V. 687. P. 122020. DOI: 10.1016/j.memsci.2023.122020.
Boiko Yu., Marikhin V.A., Myasnikova L.P. Nanostructured high-strength high-modulus film polymer materials: statistical elastic and fracture mechanical properties. SPb State Polytekh. Univ. J. Phys. Mathemat. 2023. V. 16. N S1.2. P. 196-203. DOI: 10.18721/JPM.161.230.
Minichkina V.P. Import substitution: problems, results and directions of development. Vest. NII Gum. Nauk Prav. Resp. Mordoviya. 2023. N 2(66). P. 25-40 (in Russian).
Barannikov M.V., Polyakov V.S., Bazarov Yu.M., Osipova G.V., Krivenko K.A. Study of the properties of polyamide-6 prepolymer granulate. Khim. Tekhnol. 2024. V. 25. N 1. P. 15-17 (in Russian). DOI: 10.31044/1684-5811-2024-25-1-15-17.
Barannikov M.V., Golubeva M.A., Bazarov Yu.M., Koifman O.I. Study of the process of combined drying-demonomerization of polyamide-6 granulate. Plast. Massy. 2020. N 11-12. P. 61-62 (in Russian). DOI: 10.35164/0554-2901-2020-11-12-61-62.
Koltyshev D.R., Barannikov M.V. Bazarov Yu.M. Study of the process of solid-phase additional polyamidation of polyamide-6 granulate. Vest. Tomsk. Gos. Univer. Khimiya. 2021. N 21. P. 32-41 (in Russian). DOI: 10.17223/24135542/21/3.
