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646-25-3/癸二胺的应用与制备

背景及概述[1-2]

癸二胺又名1,10-癸二胺,1,10-二氨基癸烷,是一种白色或淡黄色晶体,易溶于乙醇,遇高温、明火可燃,受高温分解会释放有毒气体。在长碳链聚酰胺中,用途广泛,最常规的长碳链聚酰胺,如聚酰胺1010,聚酰胺10T,聚酰胺10I,聚酰胺1012等,在合成制备过程均用到了最重要的单体原料癸二胺。癸二胺的生产一直以来,延续了原始的合成工艺:用癸二腈作为原料,选取雷尼镍等金属合金当作催化剂,选择间歇式的加氢方式来进行催化生产,传统合成方法的优势是对于工艺掌握比较成熟,操作便于进行。但当世界的科技高速发展的今天,癸二胺的下游化工品不约而同的对癸二胺的品质提出了新的要求,产品的质量要更高。所以原有的工艺不革新将面对新时代的压力与挑战,产品收率低、品质差、生产成本居高不下、缺乏市场核心竞争力,已经严重制约其自身的应用领域。

应用[2]

癸二胺是具有极强的碱性,与癸二酸进行反应可生成癸二酸铵,是生成工程塑料尼龙1010,610,10T,10I的单体,是合成聚酰胺及共聚酰胺的主要原料。癸二胺还作为用途广泛的精细化工中间体,能制取工业表面活性剂、服装、皮革助剂、环氧树脂等。聚酰胺是五大工程塑料之首,杜邦公司自1938年就合成了PA66,目前短链工程尼龙PA6、PA66和高性能的长链工程尼龙PA11、PA12等都被国外ATO和Degussa化工公司垄断。共聚聚酰胺主要用于热熔胶,尤其近几年来,在服装热熔衬里高档品业用量增加较快。

癸二胺产品早期开发与生产源于尼龙1010树脂的合成需要,自尼龙1010树脂工业化以来,癸二胺产品生产已有半个世纪之久。如有研究制备了一种一种半芳香族聚酰胺树脂,按摩尔分数计,包含如下组分的重复单元:1)癸二胺48.9?51mol%,2)对苯二甲酸48.9?51mol%。3)超支化聚乙烯亚胺,其含量为癸二胺和对苯二甲酸摩尔总量的0.001?0.1%,分子量小于或等于2000。本发明的树脂结构中含有超支化结构单元,改善了半芳香族聚酰胺树脂的流动性,易于加工;在癸二胺和对苯二甲酸完成成盐后加入超支化聚乙烯亚胺,确保了癸二胺和对苯二甲酸等比成盐,并进一步形成PA10T预聚物,最终树脂结构稳定,产品性能均一。

制备[1]

癸二胺生产已有半个世纪的历史,基本上延续了传统的合成工艺:即以癸二腈为原料,选择雷尼镍作催化剂,制备方法选取间歇式催化加氢的方法,反应温度最高不超过130℃。压力2.0-2.8MPa,催化剂雷尼镍15%-20%,氢氧化钾0.2%-0.5%(m:m,以癸二腈计,下同),v(癸二腈):v(溶剂乙醇,90%~95%)=1:1.2,反应方程式如所示:

癸二胺的应用与制备

优化传统的加氢工艺,用釜式反应器加氢,探讨了影响选择性及收率的参数影响。实验结果得到的最优化条件是,在温度70~90℃,压力1.5~2.5MPa,选用雷尼镍为催化剂,催化剂用量为5%~10%(m/m,占原料比),氧化钾0.05%~0.5%(m/m,以癸二腈计),v(癸二腈):v乙醇(90%~95%,v/v)=1:1。按优化工艺条件进行了工业化放大生产,产品含量>99.7%,收率>97.5%(n/n)。

主要参考资料

[1] 化学物质辞典

[2] 癸二胺的合成工艺及其应用研究

[3] CN201710176908.1一种半芳香族聚酰胺树脂及其制备方法