合成樹脂--共聚酰胺6樹脂制備及其性能研究-王文志.pdf

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1、共聚酰胺6樹脂制備及其性能研究匯匯 報報 人：王文志人：王文志2024.072024.07目錄第三部分共聚聚酰胺6的系列化產品第二部分共聚聚酰胺6配方設計思路第一部分共聚酰胺6簡介第四部分共聚聚酰胺6生產線設計要點第五部分湖南工業大學聚酰胺研發團隊介紹共聚聚酰胺6是指將兩種或兩種以上的聚酰胺單體進行共聚，可制得多種共聚聚酰胺，得到具有特殊性能聚酰胺6新品種，通過改變共聚物組分配比，可得到高熔點、高強度、低熔點、高韌性、高透明等一系列具有特殊性能的共聚聚酰胺6。共聚酰胺可廣泛應用包裝、軌道交通、汽車、工程機械、電子電器、纖維等領域。我國是聚酰胺6生產和消費大國，但大部分聚酰胺6聚合企業生產品種單

2、一，主打品種2.5粘度高速紡、2.8粘度有光工程塑料，部分2.0粘度低粘工程塑料切片，缺乏高性能的聚酰胺6新品種，如共聚酰胺6/66、高透明聚酰胺6、高韌性聚酰胺6、高阻隔聚酰胺6等。多層共擠復合膜釣魚線BOPA膜鐵路扣件第一部分共聚聚酰胺6簡介第二部分共聚聚酰胺6配方設計思路己內酰胺尼龍66鹽、尼龍56鹽尼龍610鹽、聚醚胺鹽低熔點、高韌性共聚聚酰胺6MXD6鹽、PXD6鹽高阻隔共聚聚酰胺6脂環胺鹽高透明共聚聚酰胺6共聚*NHONHOONH*nPA6PA66、PA56PA6/66PA6/56第三部分共聚聚酰胺6系列化產品3.1、PA6/66、PA6/56樹脂的制備與性能研究PA6/66、PA

3、6/56物理機械性能表測試項目測試項目測試方法測試方法國外樣品國外樣品PA6/56PA6/66熔融指數/g/minGB/T 3682-20006.26.66.1相對粘度烏氏粘度計3.413.423.38拉伸強度/MPaGB/T 1040-200653.953.854.2斷裂伸長率/%GB/T 1040-2006275321310彎曲強度/MPaGB/T 9341-200864.162.664.6彎曲模量/MPaGB/T 9341-2008162916231830沖擊強度/(KJ/m2)GB/T 1043-20085.66.95.9用途釣魚線、割草繩、多層復合膜、耐寒漁網、牙刷絲、高沖深BOPA

4、、耐寒鐵路扣件PA6/56、PA6/66力學性能達到了國外同類產品的技術標準力學性能達到了國外同類產品的技術標準，部分指標甚至優于國外產品部分指標甚至優于國外產品，PA6/56與與PA6/66相比飽和吸水率更高相比飽和吸水率更高，制備纖維沸水收縮率高達制備纖維沸水收縮率高達40%。第二部分共聚聚酰胺6系列化產品3.1、PA6/66、PA6/56樹脂的制備與性能研究把一定比例的聚醚胺鹽與己內酰胺混合均勻，在聚酰胺聚合裝置上，按照PA6/66聚合工藝進行聚合，可以得到一系列的PA6/PEG共聚物。第三部分共聚聚酰胺6系列化產品試樣軟段含量/%相對粘度熔點/硬度/邵D拉伸強度/MPa斷裂伸長率/%P

5、A6/PEG-1#16.73.13215.878.551.3190PA6/PEG-2#23.03.05206.469.443.6280PA6/PEG-3#33.22.97195.665.636.7380PA6/PEG-4#50.02.86183.153.430.4450隨著PEG含量的增加，PA6/PEG聚酰胺彈性體樹脂的強度、硬度、熔點逐漸下降，而斷裂伸長率和韌性逐漸升高。不同比例的PEG含量對聚酰胺彈性體性能的影響3.2、PA6/PEG彈性體樹脂的制備與性能研究應用領域領域細分薄膜結構厚度比例(%)薄膜厚度m食品肉類包裝PA/tie/LLDPE20/5/7550-80PA/EVOH/tie

6、/LLDPE10/10/5/7550-80家禽/魚類包裝PA/EVOH/tie/LLDPE/m-LLDPE10/10/10/40/3050-80LLDPE/tie/PA/EVOH/PA/tie/LLDPE25/10/10/10/10/10/2540-150谷物包裝HDPE/tie/PA/tie/EVA+PB60/10/10/1040-60小吃包裝PA/tie/EVOH/tie/LLDPE10/10/10/10/6040-80藥品泡罩包裝LLDPE/tie/PA/tie/LLDPE40/5/10/5/4050-400LLDPE/tie/PA/EVOH/PA/tie/LLDPE30/5/10/10

7、/10/5/3050-400PE/tie/PA/tie/PE/tie/PA/tie/PE20/5/10/5/20/5/10/5/2050-400日化液體自立袋PET/PA/CPP15/15/7040-150PA/tie/LLDPE20/5/7540-150高阻隔聚酰胺在包裝領域的應用不同應用領域中多層包裝膜的結構舉例聚酰胺6薄膜作為廣泛應用的軟包裝材料，在食品、藥品、電子產品、運輸、日化等領域應用廣泛，隨著人民生活水平的提高，對聚酰胺薄膜阻隔性要求原來越高，在聚酰胺6聚合過程中加入MXD6鹽，提高PA6膜阻隔性能。第三部分共聚聚酰胺6系列化產品3.3、PA6/MXD6高阻隔樹脂的制備與性能研究

8、檢測項目檢測項目檢測方法檢測方法PA61#2#3#4#熔點（）GB/T 19466.2-2004222218210200196相對粘度GB/T10247-20083.23.153.183.213.23拉伸強度（MPa）GB/T1040.2-20067370686663彎曲強度（MPa）GB/T9341-20087573706865彎曲模量（MPa）GB/T9341-200825632436234222872266簡支梁缺口（kJ/m2）GB/T1043.1-20081112131314氧氣滲透系數（膜）GB/T 19789 2.610-141.610-140.810-140.610-140.2

9、10-14 隨著MXD6鹽加入比例逐漸提高，PA6熔點、拉伸強度、彎曲強度逐漸降低，沖擊強度、韌性、透明性、阻隔性能逐漸提高。當MXD6加入比例達到一定程度時，共聚酰胺的阻隔性能與PA6相比提高了10倍。不同比例的PA6/MXD6與PA6性能比較PA64#第三部分共聚聚酰胺6系列化產品3.3、PA6/MXD6高阻隔樹脂的制備與性能研究 PA6/MXD6共聚酰胺相比PA6，具有更好的阻隔性、更低的熔點、更好的韌性，在雙向拉伸聚酰胺薄膜、多層復合聚酰胺薄膜、鋰離子電池鋁塑復合膜等領域具有廣泛的應用前景。第三部分共聚聚酰胺6系列化產品多層復合膜BOPA膜鋰離子電池鋁塑復合膜3.3、PA6/MXD6高

10、阻隔樹脂的制備與性能研究常見透明聚酰胺是在分子主鏈引入含側鏈或環狀結構的單體，可破壞分子鏈的規整性，大大降低氫鍵形成率和結晶度，直至獲得非晶態透明制品。但單體價格昂貴，導致透明聚酰胺價格較高，限制了其應用。在脂肪族聚酰胺或半芳香聚酰胺聚合過程添加環狀單體或帶側鏈單體，也可以制備透明聚酰胺，在醫療器械、汽車、機械電子等領域具有廣泛應用。第三部分共聚聚酰胺6系列化產品透明聚酰胺管透明鏡架水杯油杯3.4、PA6/PACM高透明樹脂的制備與性能研究性能1#2#3#4#商品透明聚酰胺拉伸強度/MPa71.26967.26058.2斷裂伸長率/%100143231.3289124.3彎曲強度/MPa817

11、975.17078.5彎曲模量/MPa203119871956.317831613.8簡支梁缺口沖擊/kJ/m27.08.09.010.812.4透光率/%6575808590隨著PACM鹽加入比例的逐漸提高，PA6透明性、斷裂伸長率、韌性逐漸提高，拉伸強度、彎曲強度逐漸下降。不同比例的PA6/PACM與商品化透明聚酰胺性能比較第三部分共聚聚酰胺6系列化產品3.4、PA6/PACM高透明樹脂的制備與性能研究自主設計連續蒸發和冷凍循環切粒柔性單元自主設計連續蒸發和冷凍循環切粒柔性單元，實現了同一生產線上實現了同一生產線上共聚共聚酰胺酰胺和和聚酰胺聚酰胺6 6的柔性化高效生產的柔性化高效生產。設計

12、了設計了連續蒸發連續蒸發柔性單元柔性單元（如上圖如上圖處所示處所示），在聚合之前脫除系統中過量水分在聚合之前脫除系統中過量水分，實現了前聚合管壓力與液實現了前聚合管壓力與液面穩定性控制；設計了面穩定性控制；設計了冷凍循環切粒冷凍循環切粒柔性單元柔性單元（如上圖如上圖處所示處所示），快速冷卻樹脂帶條快速冷卻樹脂帶條，保障了穩定切粒保障了穩定切粒。第四部分共聚聚酰胺6生產線設計要點第五部分湖南工業大學聚酰胺研發團隊介紹5.1 5.1 研究平臺介紹研究平臺介紹高性能聚酰胺研發平臺（1000m2標準廠房）第五部分湖南工業大學聚酰胺研發團隊介紹5.1 5.1 研究平臺介紹研究平臺介紹雙向拉伸聚酰胺薄膜試

13、驗線（布魯克納）第五部分湖南工業大學聚酰胺研發團隊介紹5.1 5.1 研究平臺介紹研究平臺介紹三層共擠流延薄膜試驗線多層共擠吹塑薄膜試驗線鋁塑膜復合試驗線連續纖維熱塑性片材試驗線擬建聚酰胺樹脂加工平臺第五部分湖南工業大學聚酰胺研發團隊介紹5.2 5.2 研究團隊介紹研究團隊介紹123 申請發明專利100余項，其中授權60余項。專業著作3部：聚酰胺及其復合材料聚酰胺樹脂及其應用、共混改性工程塑料，參與編寫著作2部：工程塑料、聚酰胺手冊。發表論文100-150篇，其中SCI收錄50余篇，中文核心期刊80余篇。發表專利、論文及專著情況：發表專利、論文及專著情況：第五部分湖南工業大學聚酰胺研發團隊介紹

14、5.2 5.2 研究團隊介紹研究團隊介紹項目承擔情況：項目承擔情況：作為作為核心項目核心項目成員參與成員參與多多項國家項目項國家項目。2010年負責中國南車重點產業化項目“萬噸級改性材料產業化”，建成時代新材3萬噸改性材料生產線；2012年負責國家發改委重大產業化項目“汽車輕量化關鍵材料與部件”；2012年重點產業振興和技術改造項目汽車輕量化關鍵高分子材料產業化項目 發改投資（2012）1938號；2013年負責湖南省重點科研項目“連續玻纖增強尼龍研究”；2013年國家發改委戰略性新興產業化項目年產兩萬噸高性能聚酰胺樹脂產業化 湘發改工（2013）970號；2013年國家科技支撐計劃課題 高性

15、能聚酰胺專用材料合成及制備關鍵技術開發子項目2013BAE02B03；2014年負責國家發改委重大產業化項目“萬噸級高性能聚酰胺樹脂合成”，實現高流尼龍、共聚尼龍產業化；2014年承擔國家科委支撐計劃項目“萬噸級高性能聚酰胺樹脂合成”，高流動尼龍專項負責人；2014年負責湖南省重大科技攻關項目“連續反應成型尼龍關鍵技術開發”，建成國內首條連續反應尼龍生產線；2016年承擔國家科技重點發展項目“抗菌聚酯、尼龍的開發”；2016年國家重點研發計劃課題綠色抗菌合成樹脂的關鍵性技術開發及產業化子項目2016YFB0301901。2019年國家自然科學基金面上項目尼龍薄膜雙向拉伸過程中的結晶機理與流變行

16、為研究項目編號11872179。第七部分湖南工業大學聚酰胺研發團隊介紹5.2 5.2 研究團隊介紹研究團隊介紹獲得多項省部級獲得多項省部級、行業獎勵行業獎勵。2011年株洲市科技進步獎二等獎：橋梁支座改性超高分子量聚乙烯耐磨板的研制；2013年湖南省科技進步獎二等獎：高鐵橋梁支座用耐磨材料開發與應用；高流動性尼龍6的研究及產業化項目 獲得2017年中國中車科技進步二等獎；耐低溫、高流動性聚酰胺（尼龍）樹脂的研制與工程化應用獲得2018年湖南省科技進步一等獎。連續玻纖增強尼龍6復合材料研究與工程化應用獲得2020年石化聯合會科技進步一等獎。拉伸取向高性能尼龍薄膜的關鍵技術研究及產業化獲得湖南省2021科技進步一等獎。謝謝 謝！謝！懇請各位專家批評指正！懇請各位專家批評指正！