Гранулят ПКА после проведения процесса экстрагирования содержит до 14% влаги, из них до 3% - поверхностная влага, остальные 11% - влага поглощенная внутренними слоями гранул. Для дальнейшей переработки пригоден ПКА с низким содержанием влаги, поэтому гранулят необходимо подвергнуть сушке.
Переработка гранулята в волокна и нити сопровождается плавлением полимера на стадии формования. Оптимальное значение влажности гранулята для этого вида переработки должно составлять не более 0,05 % (массовых). При больших значениях содержания влаги процесс формования из–за образования в расплаве пузырьков водяного пара становится невозможным.
Поверхностная влага при сушке легко удаляется уже в начале процесса, внутренняя влага удаляется с трудом, полностью процесс сушки длится несколько часов.
Физически процесс сушки состоит в диффузии влаги из внутренних слоёв гранулы на её поверхность с последующим испарением влаги – её переходом в газовую среду, омывающую поверхность гранулы. Движущей силой процесса диффузии является разность концентраций влаги во внутренних слоях гранулы и на её поверхности, а движущей силой процесса испарения является разность концентраций влаги на поверхности гранулы и в окружающей гранулу газовой среде. Скорости диффузии и испарения зависят от температуры. Чем выше температура, тем выше скорости этих процессов. Скорость испарения, кроме того, зависит от интенсивности движения газа у поверхности гранулы.
В процессе сушки в аппаратах типа СНД в сушильный газ – азот через неплотности попадает кислород. Для очистки азота в контуре циркуляции на отдельных сушилках предусматривают реактор с катализатором. При прохождении циркуляционного газа через слой катализатора протекает реакция:
О2 + 2Н2 → 2Н2О (6)
Необходимый для протекания процесса очистки водород в систему аппарата сушки поступает вместе с азотом, идущим на компенсацию утечек через неплотности (подпитка).
Полиамид при повышенных температурах очень чувствителен к воздействию кислорода. При контакте с кислородом между некоторыми молекулами полимера происходит "сшивка":
── NH ─ (CH2)5 ─ CO─N─(CH2)5 ─ CO ──
Н
+ О ─ О →
Н
── NH ─ (CH2)5 ─ CO─N─(CH2)5 ─ CO ──
──NH ─ (CH2)5 ─ CON─(CH2)5 ─ CO──
+Н2О
(7)
──NH ─ (CH2)5 ─ CON─(CH2)5 ─ CO──
Сшитый полиамид теряет способность плавиться. Даже незначительное окисление сопровождается резким ухудшением волокнообразующих свойств. Недопустимо, чтобы полимер, нагретый до +70ºC и выше, соприкасался с кислородом воздуха и с азотом, содержащим повышенное количество кислорода. Для этого хранение и переработку продукта производят в атмосфере инертного газа (азота) с содержанием кислорода не более 0.0005%.
Процессы получения полимера в реакторе фирмы DSM протекают при атмосферном давлении согласно описанным в п.4.1. В ходе реакции (6) выделяется тепло, приводящее к разогреву реакционной массы и к установлению химического равновесия, при котором возможен выход ПКА с недостаточной относительной вязкостью и повышенным содержанием НМС. Для смещения равновесия в сторону образования ПКА с необходимой относительной вязкостью в аппарате, в зоне протекания реакции поликонденсации, установлен теплообменник, с помощью которого снижается температура расплава ПКА.
Для ускорения первой стадии процесса полиамидирования (1) необходимо создать условия, при которых в зоне реакции при высокой температуре создается повышенное содержание активатора (воды). Этого можно достигнуть за счет повышения давления в аппарате и, соответственно, уменьшения испарения воды. Данный процесс осуществляется в аппарате – форполимеризаторе, где повышенное давление создаётся путём введения в зону реакции соответствующего количества воды (автогенное давление паров воды), либо подачей азота с соответствующим давлением.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.