LT
Visos kategorijos
LT

žinios

Mažo energijos suvartojimo reaktyvusis lydalo verpimo procesas buvo sukurtas poliamidui paruošti 6 mikro/nano pluoštai Čingdao universitete, Kinija

Laikas:2021-12-20 Hitai:

Tradicinėje cheminio pluošto pramonėje, pluošto formavimo procesas lydalo verpimo technologijoje į polimerą kaip žaliavą, dėl didelio polimero lydalo klampumo, pluošto paprastai yra daugiau nei 10 mikronų skersmens, mažesnio masto (submikronų ir nanometrų lygis) pluoštui paprastai reikalinga elektrostatinė verpimo technologija, be reikalingo 5 ~ 40 kv aukštos įtampos, taip pat reikalingas mažesnis skysčio klampumas, Lengva ištempti. Therefore, lydalo verpimo technologijoje, polimerai paprastai ištirpinami organiniuose tirpikliuose, kad susidarytų 1–20 % verpimo tirpalas., kuri ne tik sumažina pluošto išeigą, padidina proceso sąnaudas, bet taip pat sukelia tirpiklių regeneravimo ir aplinkos tarTodėllemų. Therefore, pramonėje jau seniai buvo sudėtinga problema gauti mikropluoštą be tirpiklio išlakavimo.
Atsižvelgiant į tai, Čingdao universiteto profesoriaus Ning Xin komanda sukūrė naują mažos energijos reaktyvų lydalo verpimą (RMS) pagrįstas anijoniniu kaprolaktamo žiedo atidarymo polimerizacijos mechanizmu, katalizatorius ir iniciatorių sistema poliamidui paruošti 6 mikro/nano pluošto medžiagos. Susiję tyrimai pavadinti "Nylon-6 mikro/nano pluošto mazgo formavimas naudojant mažai energijos reaktyvų lydalo verpimo procesą "(https://doi.org/10.1039/D1GC03468E) žurnale Green Chemistry publikuoti leidimai".



Paveikslas 1. Reaktyvus lydalo verpimo procesas (RMS)



Šiame tyrime, mažo klampumo monomeras kaip verpimo pradinė žaliava, kontroliuojant hibridinės sistemos polimerizacijos reakcijos kinetiką, atitinkančią aukštos įtampos elektrostatinio lauko jėgos tempimą, realizavo mažo klampumo monomerų mišinį, anijoninė žiedo atidarymo polimerizacija, polimero kristalizacija, skysčio ekstruzijos tempimo formavimo ir pluošto atsitiktinio sinchronizavimo tinklo procesas. Proceso temperatūra yra maždaug 80–100 ℃ žemesnė nei dabartinė komercinė lydalo verpimo proceso temperatūra, labai sumažina energijos sąnaudas. Palyginti su tirpalo verpimu, Šiam procesui nenaudojamas tirpiklis ar skiediklis, o tai pagerina derlių ir taupo tirpiklio regeneravimo ir apdorojimo išlaidas.




Pagal Lamberto-Alaus įstatymą, mišraus lydalo monomero su idealiu tempimo klampumu konversijos greitis yra tarp 50% and 60% stebint kaprolaktamo katalizatoriaus iniciatoriaus sistemos anijoninį žiedo atidarymo polimerizacijos procesą dinamine infraraudonųjų spindulių spektroskopija. Optimizuojant reagentų žaliavos formulę ir proceso parametrus, gauti pavyzdžiai buvo vientiso stulpelio pluošto lygiu paviršiumi, ir suformuotos atsitiktinio pasiskirstymo dvimatės porėtos plėvelės. Pluošto skersmenys daugiausia buvo paskirstyti 400 nm ir 3 μm. DSC bandymo rezultatai rodo, kad pluošto lydymosi temperatūra yra 212,4 ℃, kuris gali pasiekti įprasto nailono lydymosi temperatūros diapazoną 6 Produktai (210~230 ℃), o jo kristališkumas yra 26.7%, šiek tiek mažesnis nei komercinio nailonoirgija (31.7%). Taip pat turi α and γ kristalų formos, kurios yra labiausiai paplitusios iš nailono 6. Ir esant skirtingiems reagentų santykiams ir proceso parametrams, jie reguliariai keičiasi. Vidutinis pluošto mėginio monomero konversijos koeficientas, apskaičiuotas svėrimo metodu, gali siekti daugiau nei 90%. GPC tyrimo rezultatai rodo, kad galutinio mėginio vidutinė molekulinė masė yra didesnė nei 50000, tai rodo, kad reaktyvų lydalo verpimo procesą lydi labai efektyvus ir kruopštus polimerizacijos reakcijos procesas.





Paveikslas 3



Papildomai, tyrime taip pat buvo atliktas gyvavimo ciklo vertinimas (LCA) iš NYLONO 6 products, iš kaprolaktamo monomero šaltinio -- nailono sintezė 6 -- nailono gamyba 6 proProduktai nailono skilimo procesas 6, bendras tyrimas, palyginimas ir analizė. Nailono gamybos stadijoje 6, palyginti su tradiciniu verpimu iš lydalo ir verpimo tirpale, reaktyvusis lydalo sukimasis (RMS) procesas gali būti vienintelis būdas pagaminti kelių mikronų ir submikronų skersmens pluoštus nenaudojant tirpiklių. Visas procesas yra netoksiškas, neteršiantis, mažas energijos suvartojimas ir didelis derlius. RMS procesas kartu su būdu, kuriuo kaprolaktamo monomeras gali būti susintetintas žieminių paparčių ekstrakto fermentų inžinerijos būdu, ir žalias ciklas procesas, kad nailonas 6 gali būti skaidomas į kaprolaktamo pirmtaką, taip pasiekiamas ekologiško ciklo tvarus nailono gamybos procesas 6 mikro ir nano skaidulų per visą gyvavimo ciklą, parodytą Fig. 4. Tuo pačiu metu, RMS procesas konceptualiai turi labai realią komercinę perspektyvą, ir tikimasi, kad ji įgyvendins pramoninio masto nailono gamybą 6 mikro/nano pluoštai. Šio proceso išradimas ir susijusios medžiagos buvo paskelbtos patentine apsauga.



Paveikslas 4. Sintetinis nailonas 6 produkto gyvavimo ciklo įvertinimas (LCA) Kelių planas



(Šaltinis: Polimerų mokslo ribos)