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聚醚胺合成工藝較多,包括水解法、氨基丁烯酸酯法
聚醚胺合成工藝較多,主要包括水解法、氨苯氧基法、氨解法、離基團法、氨基丁烯酸酯法等。早在20世紀50年代,杜邦就首先探索了聚醚胺的合成;1961年,Jefferson對聚醚胺工藝路線進行了合成研究,并采用氨解法建立了世界上第一條聚醚胺生產線。
氨解法:
工業生產聚脲高活性聚醚胺的主要方法。從聚醚多元醇末端羥基開始,在銅鎳催化作用下,在200℃左右和一定壓力下,將醇、氨和氫氣的氣體混合物替代末端羥基。它需要高溫高壓反應,設備投資和運行成本高,催化劑制備步驟復雜。整個反應過程包括醇脫氫、醛加成氨化、羥基胺脫水、烯亞胺加氫生成胺等步驟。
離開基團法:
該方法一般分為兩個步驟。1)酯化反應:從聚醚多元醇末端羥基的活性氫開始,用易離開基團或不飽和基團的化合物(酰氯基、鹵基、羧基、醛基等)密封活性氫;2)胺化反應:第一步與胺(一元胺或二元胺)反應。離開基團法合成聚醚胺原料不易購買,容易污染環境,特別是反應產生的副產品較多,產品后處理需要大量堿中和反應產生的酸,產生大量無機鹽,難以分離。
水解法:
將聚醚或聚酯多元醇的甲苯二異氰酸酯TDI預聚物與堿性水溶液反應,產生含氨基甲酸的中間體,然后獲得氨基化合物。該合成方法的優點是反應系統的粘度在反應過程中沒有顯著增加,因為在第一步加堿水步驟中,控制系統在低溫下反應,抑制了聚脲的產生,因此沒有明顯的鏈擴展反應。水解工藝研究成熟,適用性廣泛,適用于各種聚醚胺的制備,包括非TDI預聚系統的聚醚胺制備、低相對分子質量的聚胺制備和基于聚酯多元醇預聚體的端氨基聚酯制備。
氨苯氧基法:
從聚醚多元醇末端羥基的活性氫開始,用不飽和基團(NCO、CN、NO2等)的化合物和活性氫密封,然后通過相應的處理獲得聚醚胺。工藝路線簡單,但在聚醚多元醇與不飽和基團的反應過程中,副反應較多,反應條件嚴格,實際操作困難。
氨基丁烯酸酯法:
聚醚兩端的氨基類型可以非常靈活地選擇。首先,使用二烯酮或乙酰乙酸乙酯與聚醚多元醇的酯交換反應,將乙酰乙酸酯基團連接到聚醚兩端,然后將聚醚和一元伯胺、烷基醇胺或二元伯胺、氨基丁烯酸酯、低粘度亞胺化合物密封。
聚醚胺可分為間歇性和連續性,兩者都有優缺點。
目前,聚醚胺的連續生產技術主要被亨斯邁等少數公司壟斷,采用特定的連續固定床工藝,使用載體金屬催化劑,使用載體金屬催化劑,生產設備和工藝先進,催化劑效率高,產品轉化率高,副反應少,生產成本低,性能穩定,但設備投資較大。早期國內企業聚醚胺生產技術基本采用間歇性工藝(反應堆為反應器),副反應較多,聚醚鏈易斷裂,導致產品轉化率低,產品質量低于連續工藝。
然而,隨著近年來我國對聚醚胺需求的增加,我國對這類物質合成技術的研究越來越深入,并取得了很大的進展。一些領先企業已經通過了連續生產工藝(應用床反應器生產)。當然,間歇法也有其優點:與連續生產相比,間歇工藝設備投資小,可方便切換不同種類的產品。





