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聚己內酰胺

鎖定
聚己內酰胺是一種有機物,化學式為(C6H11NO)n,球狀顆粒,溶於甲酸、苯酚、間甲酚濃硫酸二甲基甲酰胺等,不溶於乙醇乙醚丙酮、醋酸乙酯。
烴類己內酰胺為由單體己內酰胺經開環聚合反應生成的線型聚酰胺(見線型高分子),具有NH(CH2)5CO重複單元結構。抗拉強度耐磨性優異,有彈性,主要用於製造合成纖維,也可用作工程塑料,中國此類纖維商品稱為錦綸6,耐綸6與耐綸66(見聚己二酰己二胺)的結構、性能和用途相似。
中文名
聚己內酰胺
外文名
Nylon 6
化學式
(C6H11NO)n
CAS登錄號
25038-54-4
熔    點
220 ℃
沸    點
211.9 ℃
密    度
1.084 g/cm³
外    觀
球狀顆粒
RTECS號
TQ9800000
MDL號
MFCD00133998
IUPAC命名
聚[亞氨基(1-氧代乙基)]

聚己內酰胺發展簡史

1899年已有報道:當6-氨基己酸加熱時得到不能蒸餾的聚合物質。1930年W.H.卡羅瑟斯由6-氨基己酸縮合得到分子量約3000的聚酰胺和一部分環狀己內酰胺。1938年德國P
聚己內酰胺 聚己內酰胺
.施拉克發現,己內酰胺在水、醇、酸等存在下聚合,可得適於紡絲的聚己內酰胺,1943年開始工業生產商品名為貝綸(Perlon)。

聚己內酰胺理化性質

聚己內酰胺 聚己內酰胺
耐綸6的性質與耐綸66相似,主要的差別是熔點較低(215℃,而耐綸66則為264℃);吸濕率較高和染色性較好。己內酰胺成本比己二胺己二酸低,但聚合時有 8%~10%的單體不能聚合而與聚合物呈平衡狀態,需要除去。

聚己內酰胺合成方法

1.單體己內酰胺的製備
苯酚法:由苯酚加氫生成環己醇氧化脱氫生成環己酮,肟化生成環己肟,再經轉位生成己內酰胺。
環氧己烷法:環己烷氧化生成環己醇和環己酮的混合物,環己醇分離後脱氫生成環己酮,再肟化生成環己酮肟,再經轉位生成己內酰胺。
光亞硝化法:環己烷在光照下用氯化亞硝酰進行亞硝酰化反應生成環己酮肟鹽酸鹽,在硫酸中進行貝克曼重排生成己內酰胺。
甲苯法:由甲苯氧化製得苯甲酸,氫化生成環己甲酸,再用亞硝基硫酸發煙硫酸進行亞硝基化反應即生成己內酰胺。
己內酯法:環己酮在醋酸或過氧化氫作用下生成己內酯,再於高温高壓下氨化即得己內酰胺
2.尼龍6樹脂的製備:以己內酰胺為原料,在高温(220~260℃)及引發劑(水)存在下,首先製得氨基己酸,然後縮聚和加成反應同時進行而製得尼龍6樹脂。 [1] 
原料製備:單體己內酰胺的合成最早採用苯酚法,所得環己酮進行肟化,生成環己酮肟,再通過貝克曼重排反應,轉位成己內酰胺。工業生產主要採用環己烷氧化法和環己烷光亞硝化法合成環己酮肟。還有一種甲苯法,所得六氫苯甲酸在亞硝酰硫酸作用下重排,製得己內酰胺(見圖)。 聚己內酰胺

聚己內酰胺聚合方法

聚己內酰胺水解聚合

工業上多采用這種方法。純己內酰胺不能聚合,必須加入少量的水、酸、氨或6-氨基己酸、耐綸單體鹽等物質才能聚合。有水參與的己內酰胺聚合過程包括下列反應:
水是主要的引發劑。反應首先是己內酰胺在高温(約260℃)下水解開環,生成6-氨基己酸〔式(1)〕。水量的多少影響反應的快慢和最終平衡時低分子化合物的含量。添加羧酸可以加速水解開環和聚合反應。佔優勢的聚合反應是己內酰胺逐步加成於線型分子的末端氨基,形成高分子鏈〔式 (2)〕和線型分子間氨基與羧基縮聚反應〔式 (3)〕。反應後期還有酰胺交換反應及酸解、胺解等平衡反應發生。
工業上己內酰胺水解聚合方法一般採用間歇的高壓釜法和連續聚合法,而以後者居多。樹脂切片通常要經過水洗,以萃取單體和低聚物,再經真空幹噪後供紡絲加工或注射成型用。

聚己內酰胺負離子聚合

又稱單體澆鑄聚合,即無水的己內酰胺鹼金屬鹼土金屬的存在下,於220℃以上加熱,幾分鐘後即能聚合成粘度極高的聚合物。此法曾稱為快速聚合或催化聚合。其反應機理為,先生成內酰胺負離子
然後進行增長反應:
增長反應 增長反應
這就是50年代末發展起來的在模具內聚合成型的單體澆鑄聚合。產品稱為MC尼龍,中國稱為鑄型尼龍。此法由於是在常壓下澆鑄,工藝設備和模具簡單,成型尺寸不受限制,適於製造幾公斤以至幾百公斤的大型製件。製品因在較低温度下成型,結晶度較高。聚合物的分子量很大(3.5萬~7萬),因此機械強度比耐綸6、耐綸66高。

聚己內酰胺正離子聚合

單體在無水的條件下和氯化氫、胺鹽、金屬鹵化物等存在下聚合。此法由於聚合轉化率和產物的聚合度不高,還僅限於實驗室研究

聚己內酰胺應用領域

聚己內酰胺 聚己內酰胺
耐綸 6纖維(見彩圖)主要用於製造輪胎簾線、漁網、纜繩、降落傘等和民用織物,如衣料、襪子等。鑄型尼龍已廣泛用於製造大型齒輪、渦輪、軸套輥筒、異向環、密封墊圈、萬向節軸滑塊等要求具有耐磨、減磨性能的機械零部件 (見彩圖),以及油料貯罐等。

聚己內酰胺生態數據

通常對水是不危害的,若無政府許可,勿將材料排入周圍環境

聚己內酰胺結構數據

1、摩爾折射率:無可用
2、 摩爾體積(m3/mol):無可用
3、 等張比容(90.2K):無可用
4、 表面張力(dyne/cm):無可用
5、 極化率:無可用

聚己內酰胺化學數據

1、 疏水參數計算參考值(XlogP):1.3
2、 氫鍵供體數量:1
3、 氫鍵受體數量:1
4、 可旋轉化學鍵數量:4
5、 拓撲分子極性表面積(TPSA):43.1
6、 重原子數量:8
7、 表面電荷:0
8、 複雜度:70.9
9、 同位素原子數量:0
10、 確定原子立構中心數量:0
11、 不確定原子立構中心數量:0
12、 確定化學鍵立構中心數量:0
13、 不確定化學鍵立構中心數量:0
14、 共價鍵單元數量:1 [1] 
參考資料