PA6 के गुणों, उत्पादन प्रौद्योगिकी और संशोधन पर अध्ययन

2021 में, चीन की PA6 उत्पादन क्षमता 5.715 मिलियन टन है, और यह 2022 में 6.145 मिलियन टन तक पहुंचने की उम्मीद है, जिसमें 7.5%की वृद्धि दर है। चीन के PA6 में उच्च स्तर का स्थानीयकरण है। विश्व स्तर पर, लगभग 55% PA6 स्लाइस फाइबर के लिए उपयोग किए जाते हैं, और लगभग 45% का उपयोग इंजीनियरिंग प्लास्टिक और ऑटोमोबाइल, इलेक्ट्रॉनिक्स, रेलवे आदि के लिए फिल्मों के लिए किया जाता है। 2021 में चीन में PA6 की कुल खपत 4.127 मिलियन टन है, जिनमें से लगभग 20% इंजीनियरिंग प्लास्टिक के लिए उपयोग की जाती है।

पा नायलॉन काली दानेदार सामग्री

2021 से 2022 तक, PA6 की कीमत भी कई रोलर कोस्टर अप और डाउन से गुजरी।

नायलॉन 6 (PA6), जिसे पॉलीमाइड 6, नायलॉन 6 के रूप में भी जाना जाता है, इसकी यांत्रिक शक्ति और क्रिस्टलीकरण अच्छा है, और इसमें संक्षारण प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध की विशेषताएं हैं। इसका व्यापक रूप से ऑटोमोबाइल उद्योग, रेल पारगमन, फिल्म पैकेजिंग, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और कपड़ा में उपयोग किया गया है। हालांकि इसका व्यापक प्रदर्शन उत्कृष्ट है, लेकिन इसमें कमियों की एक श्रृंखला भी है। उदाहरण के लिए, PA6 में मजबूत एसिड और क्षार प्रतिरोध नहीं होता है, और प्रभाव की ताकत कम तापमान और शुष्क स्थिति में अधिक नहीं होती है। हाइड्रोफिलिक बेस के अस्तित्व से उच्च जल अवशोषण दर का कारण होगा, और लोचदार मापांक, रेंगना प्रतिरोध, प्रभाव शक्ति और इतने पर पानी के अवशोषण के बाद बहुत कम हो जाएगा, इस प्रकार उत्पादों के आयामी स्थिरता और उत्पादों के विद्युत गुणों को प्रभावित करेगा। इसलिए, PA6 के संशोधन का अध्ययन करना आवश्यक है।

PA6 ऑटोमोबाइल में उपयोग किया जाता है

टेक्सटाइल में इस्तेमाल किया गया PA6

• PA6 प्रदर्शन

पीए के कच्चे माल का एक व्यापक स्रोत है, जो इसके बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन का आधार है। आणविक संरचना की नियमित व्यवस्था के कारण, पीए मैक्रोमोलेक्यूलस के बीच कई हाइड्रोजन बॉन्ड बना सकता है, इसलिए इसमें उच्च क्रिस्टलीयता होती है। इसी समय, इसमें यांत्रिक गुणों, रासायनिक गुणों, थर्मल गुणों और अन्य पहलुओं में भी उत्कृष्ट विशेषताएं हैं, जिनमें शामिल हैं:

(1) उच्च तन्यता ताकत और झुकने की शक्ति;

(2) अच्छा प्रभाव प्रतिरोध;

(3) उच्च गर्मी प्रतिरोध;

(४) इसमें पहनने के लिए पहनने की विशेषताएं और आत्म-सर्जन की विशेषताएं हैं, जो धातु सामग्री के लिए अतुलनीय है।

(5) रासायनिक सॉल्वैंट्स और दवाओं के लिए अच्छी सूजन प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध;

(6) अच्छा प्रवाह प्रसंस्करण, उपलब्ध इंजेक्शन मोल्डिंग, एक्सट्रूज़न, ब्लो मोल्डिंग और उत्पाद प्रसंस्करण के लिए अन्य तरीके;

(7) उत्कृष्ट बाधा प्रदर्शन;

(8) उच्च रासायनिक गतिविधि के साथ, ध्रुवीय समूह मोनोमर्स और पॉलिमर के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं जिसमें ध्रुवीय समूहों को नए बहुलक यौगिक बनाने के लिए शामिल किया जा सकता है।

PA6 मजबूत यांत्रिक गुण देने के लिए, विभिन्न प्रकार के संशोधक अक्सर जोड़े जाते हैं, जिनमें से सबसे आम एडिटिव ग्लास फाइबर है। इलास्टोमर या सिंथेटिक रबर जैसे कि POE, SBR, या EPDM आमतौर पर PA6 मजबूत प्रभाव प्रतिरोध देने के लिए जोड़ा जाता है। यदि PA6 उत्पाद में कोई एडिटिव्स नहीं हैं, तो प्लास्टिक के कच्चे माल में 1%से 1.5%की सिकुड़न दर होती है, और ग्लास फाइबर के अलावा एक उत्पाद 0.3%की संकोचन दर देता है। उनमें से, सामग्री की नमी अवशोषण और क्रिस्टलीयता मुख्य कारक हैं जो मोल्डिंग असेंबली की संकोचन दर को निर्धारित करते हैं, और प्रक्रिया मापदंडों जैसे कि प्लास्टिक भागों और दीवार की मोटाई के डिजाइन का भी वास्तविक संकोचन दर के साथ एक कार्यात्मक संबंध है।

ग्लास फाइबर 

पोए इलास्टोमर

इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए PA6 का सुखाने का उपचार पानी को अवशोषित करना आसान है, इसलिए इसे वास्तविक प्रसंस्करण से पहले सुखाने वाले उपचार के लिए बहुत महत्व दिया जाना चाहिए। यदि आपूर्ति की गई सामग्री को वाटरप्रूफ सामग्री में लपेटा जाता है, तो कंटेनर को बंद राज्य में बनाए रखा जाना चाहिए। जब आर्द्रता 0.2%से अधिक होती है, तो गर्म हवा को लगातार सूखने के लिए चुना जाना चाहिए, जो 16h के लिए 80 से कम नहीं है; यदि सामग्री कम से कम 8h के लिए हवा के संपर्क में है, तो इसे 8h से अधिक के लिए 105 ℃ पर सूख जाना चाहिए।

• PA6 की उत्पादन प्रक्रिया

1.TWO- चरण पोलीमराइजेशन

दो-चरण पोलीमराइजेशन को मुख्य रूप से दो चरणों में विभाजित किया गया है: फ्रंट पॉलीमराइजेशन और बैक पॉलीमराइजेशन। आम तौर पर, यह औद्योगिक कॉर्ड फैब्रिक रेशम जैसे उच्च चिपचिपापन उत्पादों के उत्पादन के लिए उपयुक्त है। दो-चरण के बहुलकीकरण में मुख्य रूप से तीन विधियाँ शामिल हैं: पूर्व-और पोस्ट-नॉर्मल प्रेशर पॉलीमराइजेशन, प्री-प्रोंसुराइजेशन और पोस्ट-डिकेम्प्रेशन पॉलीमराइजेशन और प्री-हाई प्रेशर पॉलीमराइजेशन और पोस्ट-नॉर्मल प्रेशर पॉलीमराइजेशन। उनमें से, अपघटन पोलीमराइजेशन विधि में बड़े निवेश और उच्च लागत शामिल हैं, इसके बाद प्री-हाई प्रेशर पॉलीमराइजेशन और पोस्ट-नॉर्मल प्रेशर पॉलीमराइजेशन होता है। पूर्व-और पोस्ट-सामान्य दबाव पोलीमराइजेशन की लागत कम होती है और इसे ज्यादा निवेश की आवश्यकता नहीं होती है।

2। वायुमंडलीय निरंतर पोलीमराइजेशन विधि

वायुमंडलीय दबाव के तहत निरंतर पोलीमराइजेशन PA6 नागरिक रेशम के उत्पादन पर लागू होता है, जिसमें इटली में NOY कंपनी की उत्पादन प्रक्रिया सबसे अधिक प्रतिनिधि है। विधि को बड़े पैमाने पर निरंतर पोलीमराइजेशन की विशेषता है, जो 20h के लिए 260 ℃ पर है। स्लाइस गर्म पानी के काउंटरक्रंट स्टेज में प्राप्त किए गए थे। ओलिगोमर्स को नाइट्रोजन गैस द्वारा सूखने के बाद, मोनोमर्स को निष्कर्षण द्वारा पुनर्प्राप्त किया गया था, और एक ही समय में निरंतर वाष्पीकरण और एकाग्रता प्रक्रिया पेश की गई थी। इस विधि में निरंतर उत्पादन प्रदर्शन है, उच्च गुणवत्ता वाले उत्पादों, उच्च उपज प्राप्त कर सकता है, और व्यावहारिक अनुप्रयोग में बहुत बड़े क्षेत्र पर कब्जा नहीं करता है, एक विशिष्ट नागरिक रेशम उत्पादन प्रक्रिया है।

3.intermittent हाइड्रोलिसिस पोलीमराइजेशन

बैच हाइड्रोलिसिस पोलीमराइजेशन विधि दबाव प्रतिरोधी पोलीमराइजेशन केतली का उपयोग करती है। यह विधि मल्टी-प्लेयरिटी और छोटे बैच इंजीनियरिंग प्लास्टिक ग्रेड स्लाइस के उत्पादन के लिए उपयुक्त है। पीए 6 तैयार करने के लिए सूखने के बाद नाइट्रोजन दबाव में कटौती, निष्कर्षण के साथ प्रतिक्रिया (एक बार के निर्वहन) के बाद एक बार का खिला। बैच पोलीमराइजेशन प्रक्रिया को तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है: पहला चरण पानी की रिंग रिंग पॉलीकॉन्डेन्सेशन है; दूसरा चरण वैक्यूम पोलीमराइजेशन है; तीसरा चरण संतुलन प्रतिक्रिया है।

बैच पोलीमराइजेशन छोटे बैच उत्पादों की कई किस्मों के उत्पादन के लिए उपयुक्त है, विभिन्न चिपचिपाहट उत्पादों और कोपोलीमराइजेशन पीए का उत्पादन कर सकता है, लेकिन कच्चे माल की खपत निरंतर पोलीमराइजेशन की तुलना में अधिक है, उत्पादन चक्र लंबा है, उत्पाद की गुणवत्ता की पुनरावृत्ति खराब है।

4. ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न निरंतर पोलीमराइजेशन प्रक्रिया

ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न निरंतर पोलीमराइजेशन प्रक्रिया हाल के वर्षों में विकसित एक नई तकनीक है। यह Anionic उत्प्रेरक पोलीमराइजेशन को अपनाता है और Caprolactam को निर्जलीकरण द्वारा सक्रिय किया जाता है और फिर लगातार ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर में प्रवेश करता है। ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न में, प्रतिक्रिया सामग्री पेंच के रोटेशन के साथ अक्षीय दिशा के साथ चलती है, और इसके सापेक्ष आणविक द्रव्यमान में वृद्धि जारी है। कम आणविक सामग्री को ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर के वैक्यूम सिस्टम द्वारा निकाला जाता है, और बहुलक को ठंडा और कटा हुआ, सूखा और पैक किया जाता है।

प्रक्रिया में लघु उत्पादन प्रवाह और सरल उत्पादन प्रक्रिया की विशेषताएं हैं, और कम सापेक्ष आणविक भार के साथ अप्राप्य मोनोमर को प्रतिक्रिया प्रणाली से निकाले जाने के बाद सीधे पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है, और उत्पाद की मोनोमर सामग्री बहुत कम है, बिना निष्कर्षण के। स्लाइस का पानी कम है, सूखने का समय छोटा है, ऊर्जा की खपत को बहुत कम कर सकता है। इसी समय, उत्पाद के सापेक्ष आणविक भार को ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर में सामग्री के निवास समय द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है।

• PA6 के संशोधन पर अध्ययन

1. संवर्धित संशोधन

PA6 अणुओं में हाइड्रोजन बॉन्ड के अस्तित्व के कारण, इसकी लचीलापन और ताकत अनिवार्य रूप से प्रभावित होगी। हाइड्रोजन बॉन्ड घनत्व की वृद्धि के साथ, PA6 की यांत्रिक शक्ति को समान रूप से बढ़ाया जाएगा। अधिक कार्बन परमाणु होते हैं, लचीली श्रृंखला जितनी लंबी होती है, उतनी ही अधिक लचीली होती है। PA6 कंपोजिट के यांत्रिक गुणों को ग्लास फाइबर जोड़कर बढ़ाया जा सकता है। Tetragonal ZnO व्हिस्कर में बहुत अधिक ख़ुशी है। इसके आधार पर, कास्टिंग पीए पर ZnO व्हिस्कर के संवर्द्धन प्रभाव पर अध्ययन के परिणाम बताते हैं कि कंपोजिट में सबसे अधिक तन्यता ताकत होती है जब व्हिस्कर सामग्री 5%होती है, और व्हिसकर सामग्री को बढ़ाने से सामग्री के गर्मी प्रतिरोध और पानी के अवशोषण को कम कर दिया जाएगा। फ्लाई ऐश को सिलेन कपलिंग एजेंट के साथ इलाज किया गया था और फिर संशोधन के लिए कास्ट पीए 6 उत्पाद में भर दिया गया था। अंतिम उत्पाद में बेहतर थर्मल स्थिरता, संकोचन दर और जल अवशोषण था।

2.flame retardant संशोधन

PA6 का ऑक्सीजन सूचकांक 26.4 है, जो ज्वलनशील सामग्री है। राष्ट्रीय कानूनों और नियमों को स्पष्ट रूप से बहुलक सामग्रियों की लौ मंदता की आवश्यकता होती है, इसलिए बिजली से संबंधित उत्पादों में उपयोग किए जाने पर पीए 6 के लौ मंदता संशोधन के लिए बहुत महत्व संलग्न करना आवश्यक है। एल्यूमीनियम हाइपोफॉस्फेट की लौ मंदता PA6 के साथ विभिन्न धातु हाइपोफॉस्फेट लवण को सम्मिश्रण करके तैयार की गई सामग्रियों में अपेक्षाकृत अच्छी है। जब एल्यूमीनियम हाइपोफॉस्फेट की सामग्री 18%होती है, तो सामग्री का जलन 25 25 तक पहुंच सकता है, और UL94 V-0 ग्रेड तक पहुंच सकता है।

लाल फास्फोरस के साथ संशोधित मेलामाइन सियान्यूरिक एसिड (MCA) का उपयोग PA6 की लौ मंदता के रूप में किया जा सकता है। लाल फास्फोरस मेलामाइन और सियान्यूरिक एसिड के बीच बड़े प्लानर हाइड्रोजन बॉन्ड नेटवर्क के गठन में बाधा डाल सकता है, इस प्रकार एमसीए को परिष्कृत करना, और एमसीए लाल फास्फोरस की कार्रवाई के तहत कार्बन बना सकता है। इसलिए, संशोधित MCA संक्षेपण चरण और गैस चरण में एक लौ मंदिर भूमिका निभा सकता है, जो PA6 की लौ मंद संपत्ति के सुधार के लिए अनुकूल है। समग्र के सीमित ऑक्सीजन सूचकांक (LOI) को मिश्रित तरीके से पिघलाकर PA6 मैट्रिक्स में गुआनिडीन सल्फोनिक एसिड को जोड़कर सुधार किया गया था। ऊर्ध्वाधर दहन परीक्षण से पता चला कि शुद्ध PA6 की तुलना में पिघले हुए बूंदों की उपज काफी कम हो गई थी जब गुआनिडीन सल्फोनिक एसिड के अलावा 3%था, और UL94 का ग्रेड V-0 तक बढ़ गया था जब गुआनिडीन सल्फोनिक एसिड के अलावा 5%से कम नहीं था।

लाल फास्फोरस

3. टफिंग संशोधन

सख्त और संशोधित पीए को पीए राल में डक्टाइल राल या इलास्टोमेर को जोड़कर और फिर सम्मिश्रण और एक्सट्रूज़न को जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है।जब सख्त एजेंट को ध्रुवीकृत एसबीएस होता है, तो ध्रुवीकृत एसबीएस और पीए 6 की सख्त मिश्रण प्रणाली यांत्रिक पिघलने की विधि द्वारा प्राप्त की जाती है। जब ध्रुवीकृत एसबीएस की मात्रा में वृद्धि होती है, तो सिस्टम की पायदान प्रभाव शक्ति और सामग्री के लचीलेपन में भी सुधार किया जाएगा। PA6 और EPDM कंपोजिट के साथ तुलना में, MALIC एनहाइड्राइड के साथ ग्राफ्ट किए गए EPDM में बेहतर रबर और प्लास्टिक संगतता और उच्च क्रूरता है। जब ईपीडीएम की खुराक ने मालेइक एनहाइड्राइड के साथ ग्राफ्ट किया गया था, तो मिश्रित सामग्री में पीए 6 सामग्री की तुलना में 9 गुना अधिक नोकदार प्रभाव ताकत थी।

 एसबीएस सख्त एजेंट

फोटो स्रोत: गुफेंग रबर और प्लास्टिक

4. संशोधन संशोधन

किफायती भराव को पीए राल में जोड़ा जाता है, और संशोधित समग्र पीए सामग्री को सम्मिश्रण और एक्सट्रूज़न के बाद प्राप्त किया जा सकता है। थर्मल चालकता भराव के रूप में सिलिकॉन कार्बाइड का उपयोग करते हुए, युग्मन एजेंट KH560 और एपॉक्सी राल E51 फिलर की सतह का इलाज करने के लिए, ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न सम्मिश्रण प्रक्रिया द्वारा, थर्मल चालकता पीए समग्र सामग्री में उत्कृष्ट प्रदर्शन होता है। जब थर्मल चालकता भराव, PA6 चेन एक्सटेंशन और सरफेस ट्रीटमेंट में से भरने की मात्रा बदल जाती है, तो समग्र के क्रिस्टलीकरण, गर्मी प्रतिरोध, यांत्रिक और तापीय चालकता गुण भी बदल जाएंगे।

सिलिकन कार्बाइड

PA6 और कार्बनिक मोंटमोरिलोनाइट से प्राप्त समग्र उत्पाद को पिघल ब्लेंड इंजेक्शन मोल्डिंग द्वारा इलाज किया गया है, जिसमें उत्कृष्ट घर्षण और पहनने, गर्मी प्रतिरोध और यांत्रिक गुण हैं। भराव एल्यूमीनियम पाउडर है, सब्सट्रेट कोपोलीमराइज्ड PA6 और PA66 है, और मिश्रित सामग्री को मिश्रित सम्मिश्रण द्वारा तैयार किया जा सकता है। जब एल्यूमीनियम पाउडर की सामग्री बढ़ जाती है, तो मिश्रित की तन्यता ताकत पहले बढ़ जाती है और फिर घट जाती है, और झुकने का माप धीरे -धीरे बढ़ जाता है, जबकि प्रभाव शक्ति कम हो जाती है। PA6 में फ्लाई ऐश माइक्रोबीड्स भरने के बाद, सामग्री की कठोरता, प्रभाव और तन्य शक्ति में बहुत सुधार किया जा सकता है, और उत्पाद को बेहतर स्थिरता के साथ संपन्न किया जा सकता है।

5.pa मिश्र धातु

PA6 मिश्र धातु एक बहु-घटक प्रणाली से संबंधित है, जिनमें से अधिकांश कम से कम दो प्रकार के पॉलिमर से बने होते हैं, जिनमें से ब्लेंड्स पॉलीमर, ग्राफ्ट कोपोलीमर और ब्लॉक कोपोलिमर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। PA6 और MALIC एनहाइड्राइड ग्राफ्टेड पॉलीप्रोपाइलीन (PP-G-MAH) समग्र सामग्री को सम्मिश्रण करने के बाद, पानी का अवशोषण दर PA6 की तुलना में बहुत कम है, और PA6 की तुलना में बहुत अधिक प्रभाव शक्ति है।

 कम गंध पुरुष एनहाइड्राइड ग्राफ्टेड पॉलीप्रोपाइलीन 

ग्राफ्टेड कम घनत्व वाले पॉलीथीन (LDPE), मालिक एनहाइड्राइड (MAH) और सर्जक डायसोप्रोपाइल बेंजीन पेरोक्साइड (DCP) को कम घनत्व वाले पॉलीथीन (LDPE), मालिक एनहाइड्राइड (MAH) और डायसोप्रोपिल पेरोक्साइड (DCP) को मिलाकर तैयार किया जा सकता है। फिर, LDPE-G-MAH और PA6 का मिश्रण PA6 की एक छोटी मात्रा के साथ संयुक्त सम्मिश्रण विधि को पिघलाकर तैयार किया जा सकता है। जब मालेइक एनहाइड्राइड की खुराक 1.0 थी, तो सबसे अच्छी तन्यता ताकत के साथ मिश्रण प्राप्त किए जा सकते थे। जब 1.0 भाग में मालेइक एनहाइड्राइड की खुराक को बनाए रखा गया था, तो डीसीपी खुराक के परिवर्तन का मिश्रण के गुणों पर बहुत अधिक प्रभाव नहीं होगा। जब DCP की खुराक 0.6 थी, तो मिश्रण की इष्टतम तन्यता ताकत प्राप्त की जा सकती थी।

PA6 एकत्रीकरण प्रौद्योगिकी के पिछले उदाहरणों में स्विट्जरलैंड के इन्वेंटा, इटली के नोय और जर्मनी के कार्ट फिशर और ज़िमर शामिल हैं। विदेशी उन्नत प्रौद्योगिकी और अनुभव से सक्रिय रूप से सीखने के आधार पर, हमारा देश आकर्षित करता है, बड़ी मात्रा में आधुनिक उपकरणों (जैसे वीके ट्यूब और अन्य मुख्य प्रौद्योगिकियों) का परिचय देता है, काफी हद तक पीए 6 की उत्पादन प्रौद्योगिकी और प्रक्रियाओं में सुधार करता है और अंतरराष्ट्रीय विकास की दिशा के करीब पहुंच जाता है (हालांकि, टीओ 2 और बीज जैसे कि कुंजी एडिटिव्स की आवश्यकता होती है)।

चीन में PA6 की पोलीमराइजेशन क्षमता ने तेजी से विस्तार की प्रवृत्ति को बनाए रखा है, जिसमें उत्पादन क्षमता PA66 से अधिक है। वर्तमान चरण में, PA6 का संशोधन अनुसंधान मुख्य रूप से मजबूत करने, सख्त, लौ मंदता, भरने और एंटी-फाउलिंग (PA6 आणविक श्रृंखला में मजबूत इलेक्ट्रोनगेटिव समूहों को पेश करके, अम्लीय रंगों के साथ अपने संयोजन को परिरक्षण करने के बारे में है, ताकि एंटी-फाउलिंग को प्राप्त किया जा सके)। यद्यपि इस तरह के संशोधन को मूल रूप से विशेष सामग्री को सम्मिश्रण करके किया जाता है, लेकिन एक्सट्रूज़न और प्रतिक्रिया के संशोधन तरीके भी उपयुक्त हैं। आधुनिक प्रौद्योगिकी के आगे के विकास के साथ, नैनो सामग्री को उच्च कठोरता, उच्च शक्ति, उच्च क्रूरता, उच्च तापमान प्रतिरोध और इलेक्ट्रोप्लेटिंग के साथ संशोधित PA6 सामग्री प्राप्त करने के लिए PA6 को संशोधित करने के लिए पेश किया जा सकता है, ताकि विभिन्न क्षेत्रों की जरूरतों को प्रभावी ढंग से पूरा किया जा सके।

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