成果名称: 高性能产业用共聚尼龙切片产业化技术开发与应用
完成单位: 广东新会美达锦纶股份有限公司,华南理工大学
主要人员: 陈欣,严玉蓉,谌继宗,邱志明,陈社任,刘海敏,李细林,林镇秒,林华纲,李康,黄建华,杨苏邯,张文韬
介绍:

    1、课题来源: 本课题来源于广东省重点应用型科技计划项目(项目编号:2015B090925005)。

    2、技术原理及性能指标: 本成果从聚合物分子结构设计出发,以已内酰胺开环预聚合为基础,通过共缩聚单体的选择、链端改性,固相增粘等手段,优化配方和工艺,实现具有功能适用范围特定要求的Co-PA6/X系列聚合物原材料合成配方设计及产业化生产,满足产业用纺织材料领域对低熔点共聚酰胺,高性能单丝行业对高透明高韧性及耐低温共聚酰胺,工程塑料行业对透明耐候高性能聚酰胺材料,以及功能膜行业对透明、阻氧聚酰胺专用料的不同要求,实现传统聚酰胺产业链的专有化、工程化和高性能化的拓展。 性能指标: (1)用于产业用纺织材料的低熔点共聚尼龙切片:熔点范围为169℃,相对粘度2.5,具有良好可纺性。 (2)用于高性能单丝行业的高透明高韧性及耐低温共聚尼龙切片:相对粘度4,结晶度17%,切片纺成单丝时熔体强度稳定,单丝具有以下性能,透明度 > 80%,单丝强度5.57 g/d,拉伸模量11.83 g/d,结节强度3.82 g/d。 (3)用于功能膜行业的透明、阻氧共聚尼龙切片:熔点范围为192,粘度4的Co-PA6/X膜专用切片,可与EVOH共挤出,其膜制品柔软透明,雾度约为0.6%,模量1.67 GPa,氧气透过率 < 45 mL/m2﹒天。 (4)用于工程塑料行业的透明耐候高性能共聚尼龙切片:透明度88.9%,拉伸强度54.1 MPa,冲击强度137 kJ/m。

    3、技术的创造性与先进性: (1)首次通过应用导向性设计思路,从材料不同应用领域具体要求出发,提出材料性能指标,指导聚合物分子结构设计、超分子结构设计,配合改进的成形加工工艺和加工单元,实现可用于高速纺复丝、高强韧透明单丝、透明韧性膜材和抗冲击透明塑料专用共聚尼龙CoPA6/X的聚合及产业化集成技术。 (2)以己内酰胺为主单体,优选第二、第三单体,利用聚合物分子结构单元中的氢键、分子链节长度共同调整尼龙聚合物分子链间氢键比例,从而在保留聚合物熔点的基础上,改善聚合物的超分子结构和综合机械性能,国际上首先实现连续聚合制备以己内酰胺为主单体,透明度大于88%的透明共聚尼龙专用料的产业化生产。 (3)通过原位聚合,将受阻胺型抗氧基团引入分子链,有效实现共聚尼龙耐黄变性能的改进。 (4)通过多段升温-高温固相缩聚-固相增粘控制,首次实现以己内酰胺为主单体共聚尼龙相对粘度2.4~4.0范围专用切片的生产,部分产品对标国际先进产品,其中纤维级共聚尼龙专用料可实现速纺大于4000m/min的高速纺丝。

    4、技术的成熟程度,适用范围和安全性: 本技术已经实现成果转化,实现产业化生产,适用产业用纺织材料,工程塑料,功能膜材料,实现传统聚酰胺产业链的专有化、工程化和高性能化的拓展,安全可靠。

    5、应用情况及存在问题: (1)本成果具有高透明、高韧性、低熔点,耐磨等特点,能满足高性能单丝、民用复丝、透明膜材和透明工程塑料产品的要求,得到下游企业大量应用和好评。打破了同类产品由美国、日本、荷兰进口产品垄断的现有局面,实现自有知识产权产业链产品的研发和产业化生产。有效促进产业新产品开发思路的创新,以新产品产业化扩展传统高分子材料的应用领域,对标世界一流并实现产品某些性能的提升,从而打破进口限制和突破技术壁垒。 (2)低熔点及工程塑料级共聚切片虽然也能通过连续聚合装置进行生产,但因反应平衡的原因,其聚合反应速度慢,经济性受影响,优先进行膜级与单丝级的产业化生产。如可进一步改善聚合装置的效率,则可进一步提高相关产品的经济性,有利于这两个品种的产业化。单体受供应链紧强的影响,在研发过程中对原料成本产生了较大的影响,建议国家进一步支持二胺的国产化,以免受制于人。技术开发企业也将继续开展其它原料可控性更高的共聚物研究与开发。

批准登记号:
登记日期: 2021-08-13
研究起止时间: 2015-07-01至2018-06-30
所属行业: 制造业
所属高新技术类别: 新材料
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2021-04-13