Научно-технологические основы повышения конкурентоспособности полиамида-6

• Автор: Казанцева, Ирина Леонидовна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 169 с. : ил

Содержание
Введение

1. Анализ состояния проблемы

1.1. Современное состояние технологии полиамида-

1.2. Анализ актуальных проблем повышения качества полиамида-6

1.3. Современные подходы к проблеме управления качеством

в технологии полимерных материалов

2. Объекты исследования, методы и методики эксперимента

3. Исследование качественных характеристик ПА6, выпускаемого ОАО «Энгельсский капрон», и параметров, влияющих на его показатели качества

3.1. Оценка показателей качества исследуемого полиамида-

3.2. Изучение свойств капролактама с целью оценки
их влияния на качество полиамида-
3.3. Анализ стационарности технологии синтеза полиамида-
4. Изучение модификаци ПА6, выпускаемого ОАО «Энгельсский капрон», с целью повышения его качества и конкурентоспособности
4.1. Анализ состава и структуры ПА6 с целью оценки возможности модификации его свойств
4.2. Изучение влияния многофункциональных добавок на свойства полиамида-6 и нити на его основе
4.3. Оценка конкурентоспособности полиамида-
5. Практические рекомендации по использованию результатов
работы на ОАО «Энгельсский капрон»
Основные выводы
Список использованных источников
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
На мировом рынке полимеров полиамиды прочно удерживают ведущие позиции. Среди широкого их спектра важнейшая роль отводится полиамиду-6 (ПА6), большая часть которого используется для производства волокон и нитей текстильного и технического назначения. Около 55% мировой продукции полиамидных волокон изготавливают из полиамида-6 (капрон), 43% из полиамида-66 (анид) и 2% из других ПА, включая ароматические [1]. К волокнообразующему ПА6 предъявляются особые требования как с технологической точки зрения, так и с позиций стабильности его качественных характеристик. Технологические требования жестко регламентируют молекулярную массу полимера, массовую долю экстрагируемых веществ и влаги, химическую однородность синтезируемого полиамида. При этом чрезвычайно важным является постоянство регламентируемых показателей во времени. Выполнение этих требований путем решения научно-технологических проблем производства ПА6 должно обеспечить конкурентоспособный уровень его качества. Это особенно актуально в современных условиях. когда возрастающее глобальное соперничество на рынке полимеров требует поиска новых путей приобретения и сохранения конкурентных преимуществ, основным из которых становится качество продукции.
Целью настоящей работы являлось научно-технологическое обоснование повышения конкурентоспособности полиамида-6, выпускаемого ОАО «Энгельс-ский капрон».
Для достижения поставленной цели задачами исследования являлись:
- анализ качественных характеристик ПА6 с широким привлечением статистических методов;
- исследование свойств капролактама (КЛ) с целью установления их влияния на качество ПА6;
- оценка вариабельности действующей технологии синтеза ПА6 как параметра, влияющего на его свойства;
- изучение возможности повышения эксплуатационных свойств ПА6 и нити на его основе и оценка их конкурентоспособности.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые:
- установлена взаимосвязь сырье-технология-свойства ПА6, выпускаемого ОАО «Энгельсский капрон», базирующаяся на результатах комплексной оценки качественных характеристик капролактама и анализа технологии синтеза полимера;
- исследован характер влияния малых добавок матирующего агента двуокиси титана, антиоксиданта «Ирганокс 1098» и светостабилизатора «НуІоБІаЬ Б-ЕЕГ)» на структуру и основные свойства ПА6 и нити на его основе;
- определены оптимальные критерии математической статистики для оценки стационарности технологии синтеза полиамида-6 и его конкурентоспособности.
Практическая значимость работы:
- показана целесообразность расширения перечня контролируемых качественных характеристик основного сырья с введением метода фотометрического определения микропримесей карбонильных соединений в капролактаме;
- предложена методика статистического анализа технологического процесса для оценки стационарности стадии синтеза полиамида-6 на ОАО «Энгельсский капрон»;
- доказана необходимость применения метода определения константы Хаггинса для оценки степени химической однородности ПА6;
- разработаны практические рекомендации по использованию многофункциональных добавок «Ирганокс 1098» (фирма «Сиба», Швейцария) и «Ж'ІозІаЬ Б-ЕЕБ» (фирма «Клариант», Германия) в технологии полиамидных нитей для повышения их светостойкости в условиях эксплуатации.

Фирма “BASF” представляет новый полиамид, устойчивый к УФ-излучению, под фирменным названием Ultramid UV BASF [46]. В получаемом полиамиде стабилизирующий агент интег рируется в цепь полимера. Он функционирует как радикальная ловушка, которая подавляет основные процессы в схеме автокаталитических реакций.
В Германии фирмой Lausitzer Teppichfaserwerk Gmbh (Laufa) запущено серийное производство термофиксированной ковровой нити на основе разработанного ПА, содержащего 0,3% ТЮ2. На устойчивость к УФ-свету испытывались нити одних и тех же титров, трилобатьных поперечных сечений с одинаковым количеством филаментов, получаемых из следующих полимеров:
- ПА6 блестящий полимер;
- ПА6 с 0,3% ТЮ2;
- ПА66 с 0,3% ТЮ2;
- ПА66 устойчивый к УФ с 0,3% ТЮ2.
Обработка УФ-облучением проводилось в условиях, когда печь нагревалась до 100°С. Длины волн ниже 320 нм отфильтровывались, чем моделировались условия внутри помещения за оконным стеклом. Прочность нитей падает так быстро, что в пределах 2-3 циклов они в основном разрушаются. ПА66, устойчивый к УФ-излучению, является приятным исключением и сохраняет более 60% первоначальной прочности после 8 циклов нагрева.
Новая многофункциональная добавка для полиамидов описана в работе [52], в которой отмечается, что рынок полиамидного волокна, относительно стабильно развивавшийся в 80-х годах, столкнулся с определенным спадом производства в начале 90-х. Одна из причин - возросшая конкуренция со стороны полиэфирных и полипропиленовых волокон. Конкурирующие смолы -полиэфиры, а особенно полипропилен - достигли больших успехов в стабилизации полимеров и нашли такие сферы применения, о которых нельзя было предположить на базе их первоначальных свойств. В области полиамидов так-