一種三乙二醇混合物排放方式研究

王中科

（神馬股份簾子布公司，河南平頂山 467000）

1 前言

尼龍66最容易熱降解和三維結構化。當尼龍66發生熱分解時，首先表現為主鏈開裂引起分子量、熔體黏度降低；進一步降解時，由三維結構化引起熔體黏度上升而最終變成凝膠，成為不溶不熔物。尼龍66連續聚合生產過程中，前、后聚合器屬于增黏的關鍵設備，隨著聚合器的不斷連續工作，設備內壁及其他部位都會產生膠塊，繼而膠塊脫落混入聚合物中，嚴重影響絲的質量，因此需用預先準備好經過清洗的聚合器定期進行切換。切換下來的聚合器需要將殘留的聚合物處理干凈，及時將聚合器準備出來，便于下一次的切換使用。

2 尼龍66

2.1 物料性質

尼龍66：尼龍66為聚己二酰己二胺，工業簡稱PA66。常制成圓柱狀粒料，做塑料用的聚酰胺分子量一般為1.5×104～2×104。各種聚酰胺的共同特點是耐熱，抗張強力高（達104kPb），耐磨，電絕緣性好。

分子式：鏈節結構-OC（CH2）4CONH（CH2）6NH-。

熔點：熔點即結晶熔解時的溫度，對結晶性高分子尼龍-66，顯示清晰的熔點，根據采取的測試方法，熔點在259～267℃波動。

2.2 熱分解和水解反應

與其他聚酰胺相比，尼龍66最容易熱降解和三維結構化。當尼龍66發生熱分解時，首先表現為主鏈開裂引起分子量、熔體黏度降低；進一步降解時，由三維結構化引起熔體黏度上升而最終變成凝膠，成為不溶不熔物。其機理尚未完全闡明，但相信主要原因是尼龍66本質造成的，與己二酸殘基容易形成環戊酮衍生物密切相關。

在惰性氣體氛圍中，尼龍66可以在300℃保持短時間的穩定性，但時間長后（如290℃，5h）就可看出明顯的分解，產生氨和二氧化碳等。在無氧的條件下，其分解產物為氰基（-CN）和乙烯基（-CH=CH2）。

在有氧和水等存在時，尼龍66在200℃就顯示出明顯的分解傾向。在有氧存在時，加熱還會引起分子鏈之間的交聯。

尼龍66對室溫水和沸水是穩定的，但在高溫尤其是在熔融狀態下則會發生水解。另外，尼龍66在堿性水溶液中也很穩定，即使在10%的NaOH溶液中于85℃處理16h也觀察不到明顯的變化，但在酸性水溶液中容易發生水解。

2.3 離子聚合

陽離子聚合可用BF3、AlCl3、TICl4、SnCl4與水貨醇類為有效的引發劑。適于陽離子聚合的單體是帶有推電子取代基的烯類單體，推電子基使碳碳雙健電子運密度增加，且有親核心性，有利于陽離子活性中心的進攻反應，同時生產新的碳陽離子活性中心。

陽離子聚合反應有如下工藝特點：

（1）對聚合反應體系中空氣、水分等雜質比較敏感，因此要求高度的除水、除氧，須在惰性氣體保護下進行反應。

（2）引發活性中心或活性鏈向單體、溶劑的鏈轉移和終止反應比較明顯，因此必須采取措施盡量抑制這種副反應。

（3）聚合反應呈低濁高速特點，在工程上要求高效的傳質和傳熱措施，對設備和工藝要求特別嚴格，傳統的陽離子聚合多數為非控制聚合反應，聚合反應極快，反應熱難以瞬間移出，造成局部過熱的非控制反應，現在由于技術進步，對陽離子聚合過程的掌控，在理論和實踐上都達到了新水平。

2.4 陰離子聚合

在陰離子聚合中，單體的結構調整恰與陽離子聚合相反，具有吸電子基的烯類單體，能使雙鍵上電子云密度減少，具有親電性，有利于陰離子的進攻，如丙烯晴、苯乙烯，而帶強吸電子性取代基的單體，如A-氰基丙烯酸酯，遇到水即發生聚合。

陰離子聚合反應常常是在沒有鏈終止反應的情況下進行的，許多增長著的碳陰離子有顏色，如果體系非常純凈沒有雜質，碳陰離子的顏色在聚合反應過程中直道把單體消耗完保持不變。當重新加入單體時，可繼續反應，相對分子質量也相應增加，陰離子聚合的鏈終止反應很難。根據實驗結果，在聚合物分子中很少發現不飽和鍵，排除了H：向單體轉移的可能性，說明很難從活性鏈上脫除負氫離子H：。另一方面，反離子一般是金屬陽離子，而不是離子團，陰離子活性中心無法從金屬離子中奪取原子或H而終止，因此就構成了陰離子活性中心無法終止的主要原因。

以上將離子型聚合的要點做了說明，與自由基聚合相比，同屬連鎖聚合機理，由于活性中心的性質不同，區別也十分明顯。

3 三乙二醇

三乙二醇性狀為無色、無臭、有甜味的黏稠無色透明或微帶黃色 液體。相對密度1.126，沸點 285℃，熔點-7℃，可燃，閃點176.7℃，自燃點371℃，可與水以任何比例混溶，能降低水的冰點，有極大的吸濕性。結構簡式為HO-（CH2）2-O-（CH2）2-O-（CH2）2-OH，分子式為C6H14O4。相對分子質量為150.2（按1997年國際相對原子質量）。

三乙二醇作為凝膠的有效溶劑，能有有效使殘留在聚合器內的聚合物溶解，使凝膠易于脫落。

4 研究設計

聚合器切換后，將熱媒溫度降至一定溫度后，通過輸送泵將定量的三乙二醇注入聚合器內部，然后通過熱媒進行升溫，升溫到需求溫度后，保持數小時后，需要降溫將三乙二醇混合物排出，排出過程中存在大量氣體，同時存在刺鼻性氣味，直接排放將對環境造成一定的污染，圖1為排放示意圖。

圖1 TEG排放示意圖

三乙二醇混合物排放過程中溫度高，存在大量氣體，同時存在刺鼻性氣味，首先考慮用一種密閉容器對該混合物進行回收處理，但是密閉容器在使用過程中會導致氣體無法排出，使回收容器內壓力增加，可能導致三乙二醇混合物無法正常排放完畢，同時還存在一定的安全風險。

三乙二醇可與水以任何比例混溶，因而考慮用水來吸收三乙二醇氣體，單純在回收混合物的密閉容器內加入水進行回收，由于溫度高，會出現瞬間水蒸發的現象，從而出現上述同樣問題，因此考慮用密閉容器對三乙二醇混合物進行收集，凝膠溶脹物在密閉容器內存儲，同時在密閉容器上方開口將三乙二醇氣體引出，通過用水密封的形式實現氣體收集，該設計方案解決了三乙二醇混合物排出，同時又實現氣體的回收，排放整個過程無氣體外排，達到預期目標。

5 總結

本研究對尼龍66縮聚反應凝膠產生進行了研究，同時針對聚合器切換后凝膠的處理研究設計出一套方案，實現三乙二醇混合物的密閉排放同時能夠完全滿足檢修人員對聚合器清理的要求，真正實現目標。