不同类型PA6聚合生产工艺的对比与分析

李慧良

摘 要：文章通过对PA6聚合技术的具体研究，对PA6目前化工领域的德国Zimmer公司、德国EKATO公司、意大利Noy公司、美国Allied Chemical公司，Kart Fischer公司等主要技术和工艺路线的优缺点进行了具体的对比分析，以期为我国的PA6切片实现低成本、低消耗、高性能、高质量的生产提供借鉴。

关键词：聚酰胺；工艺路线；聚合技术；分析

1 引言

21世纪以来，随着世界纤维产业链的迅速发展，聚酰胺迅速成为一种需求量大、质量要求高的基础材料。为了适应对聚酰胺新形势的发展，大量的研究者对聚酰胺的聚合技术和工艺进行了具体的分析和研究，为了实现PA6切片低成本、低消耗、高性能、高质量的生产，研究者对PA6的聚合规模大型化、高性能添加剂以及低聚体回收等方面做出了巨大突破。本文通过具体的分析，对国外德国Zimmer公司、德国EKATO公司、意大利Noy公司、美国Allied Chemical公司，Kart Fischer公司等几家公司的PA6聚合技术及工艺的优缺点进行了论述，为我国PA6聚合技术的发展提供有效的支撑。

2 不同的PA6聚合技术的工艺路线对比分析

2.1 意大利Noy公司的常压连续聚合法

该公司采用常压连续聚合法生产PA6民用丝，主要特点：采用大型的VK管进行连续聚合，将聚合温度保持在260℃，连续保持20小时，再通过热水逆流将溶液中残留的单体以及低聚物萃取出来，使用氮气气流进行干燥，使用DCS集散系统对其进行控制，残留单体及低聚物通过萃取水三效蒸发浓缩、间断蒸馏浓缩液工艺进行回收再利用。这种方法具有生产连续、质量好、产量高以及设备占地面积少的特点，是目前世界范围内普遍采用的民用丝的生产工艺，缺点主要是属性值偏低、聚合时间较长。

2.2 德国Zimmer公司的二段聚合法

德国Zimmer公司采用前聚合和后聚合两个聚合管分开的方式进行PA6聚合生产，主要用于生产高粘度的PA6切片，用于制作工业帘子。此方法采取前段高压聚合、后端常压或减压聚合的方法进行生产。工艺特点是：生产安全、聚合时间段、消耗原料和能源偏低、切片含水量低、粘度高。生产一吨产品的原料消耗及能源消耗如表1所示：

表1 一吨切片的原料及能源消耗表

2.3 意大利NOY公司与德国EKATO公司的间歇式高压聚合法

此方法主要用于生产工程塑料的原料，适合小批量、多品种生产，工艺灵活，生产弹性很大，改换品种较方便，但是切片中的低聚物很多，原料消耗量较大。

2.4 德国Kart Fischer公司的固相后聚合法

这种方法是对生产出来的切片进行增粘的方法，通过调节反应温度，使大分子单体保持稳定的状态下，小分子或己内酰胺单体发生聚合反应，生产出高粘度的切片。这种方法可以用来增加切片的粘度，改善切片的均匀性，缺点在于设备造价较贵。

2.5 美国Allied Chemical公司的多段连续聚合法

多段连续聚合法就是通过预聚合反应器、前段开环加聚反应器、后端缩聚反应器以及双螺杆后缩聚反应器多层次的聚合反应生成切片。这种方法时间仅需6-7小时，切片质量较高，但设备较贵，生产成本也较高，设备维修困难，使用者较少。

通過对各个公司工艺特点的分析可知，常压连续聚合法仅有一个聚合管，常压操作，粘度较低，聚合时间较长，使用于民用丝生产；二段式聚合法采用加压和减压操作，粘度3.5-4.0，后聚合时间13小时左右，聚合分子均匀，适用于工业用丝；间歇式高压釜法，工艺灵活，换代容易，但自动化水平低，原料消耗大，适用于小批量、多品种生产；固相后聚合法采用高纯氮气进行增粘，工艺要求高，设备贵，仅适用于生产高粘度、高质量切片；多段连续聚合法，聚合时间短，切片质量好，但设备昂贵、工艺复杂、成本极高，影响推广。

3 结束语

本文通过对各个公司的生产工艺对比分析，对不同的PA6聚合技术的优缺点进行了详细的论述，并指出每种工艺方法适合生产的产品，为国内PA6生产厂家对聚合工艺的选择提供了依据，也为PA6聚合技术的发展提供了有效的支撑。

参考文献

[1]易春旺.聚酰胺6聚合新概念[J].合成纤维工业，2006，29（1）：53-55.

[2]李敏，刘长维，李小宁.低温增韧尼龙6的制备与研究[J].塑料，2009，38（2）：59-61.

[3]王灿耀，郑玉婴.Kevlar纤维增强尼龙6复合材料的力学性能[J].应用化学，2006，23（12）：1373-1376.

[4]郑小严.尼龙6改性研究[J].化学工程与装备，2009（7）：47-50.

[5]林金清，黄海，徐旭波.碳纤维/MC6原位复合材料的制备与表征[J].华侨大学报，2

006，27（1）：92-95.

[6]李敏，刘长维，李小宁.低温增韧尼龙6的制备与研究[J].塑料，2009，38（2）：59-61.

[7]陈卢松，黄争鸣.MWNTs增强PA6纳米纤维透光复合材料的制备[J].塑料，2011，40（6）：16-19.

[8]田文伟，邓湘云，张海涛，等.原位聚合法制备PA6/KF复合材料[J].塑料，2012，41（5）：70-72.