طرح تولید نخ پلی آمید
- 26 خرداد 1399
- ۰
- بازدیدها: 1,599
- دسته بندی:
طرح تولید نخ پلی آمید
پلی آمید (به انگلیسی: Polyamide) یک ابر مولکول با تکرار واحدهای مرتبط با زنجیرهٔ آمید است. پلی آمید هم به صورت طبیعی و هم به صورت مصنوعی رخ میدهد. نمونههایی از پلی آمید طبیعی، پروتئینها (پشم و ابریشم) هستند. پلی آمید مصنوعی میتواند از طریق پلیمریزاسیون مرحله رشد یا سنتز فاز جامد مواد مانند نایلون، آرامیدها و پلی سدیم (آسپارتات) ساخته شود. پلی آمید مصنوعی معمولاً در پارچه، بکار رفته در خودرو، فرش، موکت و لباسهای ورزشی به علت دوام بالا و قدرت خود استفاده میشود. صنعت حمل و نقل مصرفکننده عمده پلی آمید میباشد.
الیاف پلیآمید شامل نایلونها و الیاف آرامید هستند. هر دو نوع این الیاف از پلیمرهای پلیآمید زنجیرهای بلند تشکیل شدهاند. مواد مصنوعی ساخت بشر، بیشترین حجم از مواد اولیه مورد استفاده در ساخت منسوجات بیبافت پیوندی را به خود اختصاص دادهاند. در این گروه از منسوجات بیبافت پیوندی، الیاف پلیآمید نه تنها قدیمیترین ماده مورد استفاده در تولید هستند، بلکه باعث افزایش کارآیی محصول نیز میشوند. این کیفیت بهبودیافته برای اهداف مختلفی از اهمیت زیادی برخوردار است، از جمله:
زمانی که منسوجات بیبافت پیوندی بهصورت مکرر در معرض چینخوردگی قرار میگیرند، مانند مواردی که کاغذ با الیاف مصنوعی تقویت میشود.
در مواردی که مقاومت زیادی در برابر ساییدگی لازم است، مانند حالت کفپوشهای سوزنی.
الیاف پلیآمید شامل نایلونها و الیاف آرامید هستند. هر دو نوع این الیاف از پلیمرهای پلیآمید زنجیرهای بلند تشکیل شدهاند. نایلونها بهطور کلی از الیاف سفت، سخت و بادوام ساخته شدهاند که بهصورت گستردهای در صنعت نساجی مورد استفاده قرار میگیرند.
از ویژگیهای الیاف آرامید آروماتیک میتوان به مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، مقاومت فوقالعاده بالا و پایداری چندبعدی اشاره کرد.
در نایلونها معمولا تعداد اتمهای کربن در هر واحد مونومر یا کامونومر تعیین میشوند. بنابراین نایلونهایی با ۶ اتم کربن در واحد تکراری، نایلون ۶ و نایلونهایی با ۶ اتم کربن در هر واحد مونومر نایلون ۶.۶ نام میگیرند.
گروهی از مواد الیاف کاملا مصنوعی در فرآیند ریسندگی بهصورت مذاب تولید میشوند. قابلیت کشسانی بالا، بدون پارگی و ساییدگی، عدم جذب رطوبت، خشک شدن سریع، عدم از بین رفتن استحکام در شرایط مرطوب، بدون چروکیدگی، پوسیده نشدن و ضد آب بودن از جمله ویژگیهای این مواد محسوب میشود.
کاربردها: جورابهای نازک (مانند نایلون)، لباسهای ورزشی مخصوص بیرون و لباس موتورسواری (مانند Tactel، Cordura)، لباسهای زیر زنانه (مانند Perlon) و چتر نجات.
در اواسط دهه ۱۹۳۰ میلادی، یک پلیآمید توسط شرکت شیمیایی آمریکایی DuPont به بازار عرضه شد. این اولین مادهای بود که کاملا از عناصر شیمیایی پایهای ساخته شده بود. نشانهی موفقیت اقتصادی الیاف شیمیایی مصنوعی، استقبال بینظیر از جورابهای نایلونی در آغاز دهه ۵۰ بود.
صنعت نساجی بیش از همه بر تحقیقات فضایی و در طول سالهای جنگ سرد بر روی تحقیق در مورد تجهیزات مورد نیاز سربازان متمرکز بوده است. در پایان این دوره، این صنعت مجبور بود به دنبال بازارهای فروش جدید باشد.
در طول ده سال گذشته، مجموعهای از منسوجات مصنوعی و تکنیکهای جدید برای پردازش منسوجات بهوجود آمده است که در آنها تکنولوژیهای جنگی و فضایی با رویکردی خلاقانه و جدید در آزمایشگاهها با هم ترکیب شدهاند. نقطه عطف: میکروفیبرهای فعال تنفسی (مانند Gore-Tex).
انواع پلیآمیدها
پلیآمید ۶ که معمولا بهنام Perlon شناخته میشود و پلیآمید ۶.۶ که معمولا برای ایجاد تمایز با Perlon بهعنوان نایلون شناخته میشود، دو نوع اصلی این الیاف هستند. تعداد یا اعداد بعد از کلمه “پلیآمید” نشان میدهد که در هر مولکولی که پلیآمید را تشکیل میدهد، چند اتم کربن وجود دارد. واقعیت این است که در هر نمونه فقط یک عدد وجود دارد و دو مورد دیگر نشان میدهند که پلیآمید ۶ فقط دو مدول پایه دارد و پلیآمید ۶.۶ شامل دو مدول است که در هر مولکول شش اتم کربن وجود دارد.
در طی جنگ جهانی دوم بیشترین استفاده از نخ های پلی آمید در مصارف نظامی و به ویژه در پارچه های چتر نجات بود؛ اما در سال ۱۹۴۶ استفاده از این الیاف در مصارف خانگی نیز آغاز شد
پلی آمید به صورت الیاف مصنوعی در سال ۱۹۳۵ وارد بازار شد. انواع مختلف پلی آمید از جمله پلی آمید ۶ ، پلی آمید ۶و۶، پلی آمید ۱۱ و پلی آمید ۱۲ می باشد که هر کدام کاربردهای متنوعی دارد. این پلیمرها اغلب به صورت گرانول شیری رنگ به وسیله دستگاههای تزریق فشاری و دمشی و اکسترودر شکل داده میشود و در بازار عرضه میشود.
بسته به نوع کاربرد در کامپاندهای پلی آمیدی از پایدارکننده حرارتی و نوری، نرم کنندهها، ضد حریقها و یا استفاده از الاستومرها برای چقرمگی هر چه بیشتر استفاده میشود. برای افزایش مقاومت، خزش و دیگر خواص مکانیکی از الیاف شیشه در پلی آمیدها می توان بهره برد. پلی آمیدها به صورت کلی با نام نایلون شناخته شده است.
پلی آمیدها دارای زنجیرهای منظم می باشد و به همین دلیل بلورینگی بالایی دارد. آنها از گروه های آمینی و اسیدی تشکیل شده اند.
خصوصیات کلی نخ پلی امید
نخ پلی امید از جمله الیافی هستند که در محیط های اسیدی ضعیف مقاومند .محیط های اسیدی قوی سبب متلاشی شدن انها می شود مثلا اگر اگر پلیمر های پلی امیدی در محلول غلیظ اسید کلریدریک به مدت ۲ الی ۳ ساعت قرار بگیرد می تران هیدرو کلراید و ادیپیک اسید به دست اورد . جهت شناسای انخ پلی امید می توان از فنول یا اسید فرمیک استفاده کرد .هر دو معرف حتی در درجه اتق نیز نایلون را در خود حل می کنند .نخ پلی امیدی درصد جذب رطوبت پایینی دارند بین (۱۵-۲۰%) این نخ در برابر محیط های قلیایی قوی مقاومند چنانچه به مدت ۱۰ ساعت در درجه حرارت ۸۵ درجه سانتی گراد با محلول ۵ % سودکسیتیک عمل شوند مقاومت اولیه شان تغییر نمی کند . مقاومت بیولوژیکی نخ پلی امیدی بالاست.میکرو ارگانیزم ها تاثیر چندانی روی این نخ ندارند کما این که اگر ازمایش مدفون کردن در زباله در شرایط استاندارد ازمایشگاهی انجام شود به این نتیجه میرسیم که پس از ۶ ماه فقط در حدود ۴ الی ۵ در صد از مقاومت اولیه کاسته می شود و پس از طی یک ماه نخ کاملا متلاشی می گردد .وقتی این پارچه ها در معرض نور خورشید انبار میشوند گروه های امین انتهایی اکسیدشده و تریب می شوند . دراین صورت پارچه ها نسبت به رنگرزی انیونیکی تمایل به جذب کمتری خواهند داشت .
تاریخچه
شرکت دوپونت پلی هگزا متیلن را اولین بار در سال ۱۹۲۸ سنتزکرد که نایلون ۶,۶ نام گذاری شد. در سال ۱۹۳۵ همین پلیمر با وزن ملکولی بیشری سنتز شد که بعدها در سال ۱۹۳۸ تولید و تجاری سازی الیاف از این پلیمر شروع شد. در سال ۱۹۴۱ پودر های نایلون ۶٫۶ جهت قالب گیری وارد بازار شدند.
در سال ۱۹۳۹ پلی کاپرولاکتام که دومین پلی امید سنتزی بود، را برای اولین بار توسط فاربن تهیه شد، و نایلون ۶ نام گذاری شد. پس از تولید نایلون ۶ و نایلون ۶,۶ و بقیه نایلون هایی که می شناسیم، از اختلاط دی امین ها و دی کربوکسیلیک اسید ها تهیه شدند.
ویژگی پلی آمیدها
درجه کریستالیتی تاثیر به سزایی بر محدوده ذوب شوندگی کریستال ها و جذب رطوبت توسط پلی آمید ها دارد. افزایش درصد کریستالیتی سبب افزایش مقاومت شیمیایی در برابر اسید و باز، استحکام و مقاومت در برابر سایش، مقدار تنش نقطه تسلیم، افزایش دمای ذوب و محدوده ی دمای کاربردی شده و بالعکس سبب کاهش ویژگی ایزولاسیونی، ازدیادطول، ضریب دی الکتریکی، شفافیت (مات شدن) و تمایل به جذب رطوبت (به دلیل کم شدن فضاهای خالی در بین زنجیر های آمیدی) می شود.
نایلون رطوبت زیادتری را نسبت به سایر پلیمرها جذب می کنند. رطوبت تاثیر قابل ملاحظه ای خواص فیزیکی وپایداری ابعادی دارد.
عمدتا تقویت نایلون ها بر روی رزین پایه خود با الیاف شیشه یا کربن سبب بهبود مقاومت کششی و خمشی می شود که قابل مقایسه با برخی از آلیاژهای ریخته گری هستند. اضافه کردن فیبر کربن به نایلون ۶٫۶ سبب افزایش مقاومت کششی تا bar2300 و و افزایش نیروی خمشی تا bar 3400 است. این عامل همچنین سبب بهبود هدایت حرارتی ، الکتریکی و مقاومت سایشی می شود.
پلی آمید معمولا با یک عدد شناسایی می شوند.که بیانگر تعداد اتم های کربن در آمینو اسید های اولیه(نایلون ۶)، و یا تعداد اتم های کربن در دی آمین و دی اسید(نایلون ۶٫۶) است.
کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید نخ پلی آمید
کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطح شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.
کد آیسیک نخ پلی آمید ۲۵۲۰۵۱۲۷۹۱
کد آیسیک تاپس پلی آمید ۱۷۱۱۶۱۲۳۱۷
کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت تولید نخ پلی آمید
تعرفه یا به عبارت دیگری(TARIFF) یک نوع معیار رقمی و یا عددی می باشد برای شناسی و تعیین جایگاه کالا در ترخیص کالا .
تعرفه گمرکی میزان حقوق ورودی قابل پرداخت برای ورود کالا می باشد.تعرفه گمرکی در بستر تاریخ مبتنی بر سیستم و روش های خاصی از قبیل اداره گمرک،آمار،حمل و نقل،بیمه و غیره طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد.
کد تعرفه گمرکی نخ پلی آمید ۵۴۰۲۱۹۱۰ / ۵۴۰۲۱۹۲۰
کد تعرفه گمرکی تاپس پلی آمید ۵۵۰۳۱۹۰۰
ساخت رشتههای پلیآمید
تودههای مذاب بوسیلهی پمپهای اندازهگیری و پمپهای فشاری از سوراخهای دستگاه نخریسی خارج و سپس به شکل رشتهای کشیده میشوند. آنها بهسرعت در محفظه انفجار هوا سرد و بعد از آن صاف و یکدست شده و بر روی قرقرهها پیچیده میشوند.
ماکرومولکولها هنوز به شکل تصادفی در رشتهها توزیع میشوند، بههمین دلیل کشیدگی آنها بهصورت طولی است.
پس از مرحله شکلگیری، الیاف بلند خصوصیات فیزیکی خاص خود را بهدست میآورند و میتوان آنها را در طولهای مورد نیاز برای ساخت الیاف برش داد. سپس الیاف بلند پشم جهت اطمینان از حفظ ویژگیهای فرآیندی آماده میشوند.
روش تولید طرح توجیهی نخ پلی آمید (گرید پرده و رومبلی) :
روش و فرایند تولید طرح توجیهی نخ پلی آمید به طور کلی شامل دو مرحله کریستالیزاسیون و خشک کردن چیپس پلی آمید و همچنین مرحله پلیمریزاسیون و اکسترودر نخ و ریسندگی نخ می باشد. در مرحله اول ابتدا مواد اولیه که همان چیپس پلی آمید با رطوبت پنج درسد می باشد پس ورود به سیلوه های تغذیه با استفاده از جریان هوا به دورن مخازن یا سیلوی ثانویه مواد انتقال می یابد در این بخش پس از خشک شدن چیپس پلی آمید فرآیند کریستالیزاسیون نیز انجام می گیرد. در مرحله بعدی چیپس های پلی آمید خشک شده و کریستال شده وارد اکسترودرهای مخصوص شده و درون ماردون اکسترودر با استفاده از شرایط گرما و فشار عملیات ذوب ریسی انجام می پذیرد درون ماردون اکسترودر پس از هم دما شدن و یکنواخت شدن مواد با استفاده از فشار از دهانه دای یا قالب اکسترودر ریسندگی انجام می گیرد
روش تهیه نایلون ( پلی آمید )
اولین مرحله در تولید نایلون ۶۶ تشکیل جداسازی و خالص سازی نمک هگزامتیلن دی امین از ادیپیک اسید (هگزا متیلن دی امونیوم دی ادیپات)می باشد.به این منظور ابتدا هگزا متیلن دی امین و ادیپیک اسیددر اب مخلوط می گردند.در دمای ۱۸ درجه سانتی گرا د نمک تشکیل شده به مقدار ۴۷% در اب حل می شود قبل از پلیمزاسیون رنگ محلول این نمک توسط کربن فعال از بین برده می شود و سپس ان به مقدار ۷.۶ و غلظت ان به کمک تبخیر به ۶۰ درصد رسانده شده و با ۰.۶-۱.۲ مول درصد اسید استیک به عنوان کنترل کننده درجه پلیمرزاسیون به راکتور تغذیه میگردد.قبل از حرارت دادن ابتدا هوای داخل راکتور به بیرون رانده می شود تا خطر هیدرولیز پلیمرهایی را که تشکیل می گردند تهدید نکند.
پلیمرزاسیون نمک نایلون تحت فشار ۱.۸ مگا پاسکال در دمای بیش از ۲۰۰ درجه سانتی گراد انجام می گردد.در دمای ۲۰۰ درجه سانتی گراد نمک نایلون پایدار بوده و پلیمریزه نمی شود.با پیشرفت پلیمرزاسیون دما افزایش می یابد در ۲۵۷ درجه سانتی گراد فشار به تدریج کاهش داده می شود تا فشار اتمسفر حاصل شود.توده پلیمر مذا ب در فشار اتمسفر و در دمای ۲۷۰ درجه سانتی گراد به مدت ۳۰ دقیقه نکه داشته می شود تا بخار اب راکتور را ترک کند .در پلیمرزاسیون -nh2 -cooh با یکدیگر واکنش داده و طبق فرمول زیر با از دست دادن یک مولکول اب با یکدیگر پیوند می خورند nh2 + cooh à co nh +h2o nh2 پلیمرزاسیون نایلون ۶و۶ به کمک دما و غلظت اب در محیط پلیمرزاسیون کنترل گردد . اسید استیک با واکنش نموده و به این ترتیب از رشد بیشتر زنجیره جلوگیری به عمل می اید در صورت پیوسته نبودن پلیمرزاسیون و ریسندگی اولیه پلیمر مذاب از طریق رشته ساز خاص وارد اب سرد گردیده و به صورت نوار منجمد می شود . نوار پس از خشک شدن جهت تبدیل شدن به چیبس و یا پرک به ماشین خرد کننده تغذیه می گردد.به طور کلی پلی امید به استثنای انواع ارامید (اروماتیک پلی امید ) روش ذوب ریسی تهیه می گردند . در این روش پلیمر مذاب پس از روزنه های رشته شاز به بیرون رانده شده و وارد هوای سرد می گردند که بر اثر ان جامد شده و تهایتا جامد شده و روی بسته پیچیده می شوند. تغذیه پلیمر مذاب با سرعت یکنواخت از طریق پمپ تغذیه کننده با فشار حدود ۱۰۰۰۰ به رشته ساز صورت می گیرد.صافی کردن بلیمر مذاب با دمای حدود ۳۰۰ درجه سانتی گراد از اهمیت زیاد برخوردار است تا نا خالصی های همراه ان باعث گرفتگی روزنه های رشته شاز نگردد. صافی هایممکن است انواع مختلفی داشته باشند. ***** های اولیه دارای لایه های مختلفی از شن های ویژه با ظرافت متفاوت بودند که لایه های اول از ذرات درشت تر و لایه های اخر از ذرات بسیار ریز تشکیل می گردند.امروزه توری های ویزه به عنوان صافی مورد استفاده قرار می گیرند.
در اوایل تولید فیلامنت نایلون به صورت غیر مداوم انجام شد . در این روش ابتدا چیپس نایلون تهیه شده و سپس با تغذیه ان به خط ریسندگی اولیه ذوب ریسی به فیلامنت تبدیل می گردید . در دهه ۱۹۵۰ تولید نایلون به روش مداوم امکان پذیر گردید و به این ترتیب دیکر به تولید چیپس پلیمری انجام شد . هر رشته ساز برای تولید نخ فیلامنتی ممکن است تا ۵۰۰ روزنه و هر رشته ساز برای تولید نوار (تو۹ و تهایتا الیاف بریده شده ممکن است تا ۴۰۰۰ روزنه داشته باشد.بعد از خروج رشته ساز و ورود ام به ستون ریسندگی اولیه رشته های پلیمر مذاب در معرض جریان هوای سرد قرار می گیرند که معمولا همود بر جهت حرکت خط ریسندگی به انها وارد می اید و در نتیجه منجمد می گردند . جریان هوای سرد باید جهت جلوگیری از شکل گرفتن تلاطم در ان دقیقا کنترل گردد . بغد از انجماد کامل و عبور از چند راهنما نخ و یا نوار تولید شده از حمام روغن تکمیلی گذشته و نهایتا به روی بسته ای پیچیده می شود . وزن بوبین های فیلامنتی ممکن است به ۲۵ زکیلو گرم و سرعت تولید نخ نایلونی ممکن است تا به ۱۰۰۰۰ متر در دقیقه برسد .
سرعت تولید تولید فیلامنت از عوامل موثر بر نظم داخلی الیاف بوده و خواص و همچنین درجه کشش باقیمانده ولازمرا مشخص می نماید. به عنوان مثال با سرعت تولید ۵۰۰ متر در دقیقه به درجه کشش ۴ تا ۵ برابر احتیاج است. حال انکه افزایش سرعت ریسندگی اوبیه به ۶۰۰۰ متر در دقیقه نظم کافی و به عبارت دیگر عدم احتیاج به کشش را برای فیلامنت به همراه دارد. با افزایش سرعت تولید فیلامنت های نایلونیکه افزایش یافته و بلور های تشکیل شده ارایش یافتگی بیشتری را در جهت محور لیف پیدا می کنند .
بازار جهانی
عمده تمرکز تجارت جهانی پلی آمید ها که از ۸۰ سال پیش آغاز شده، بیشتر بر روی PA6 و PA6,6 و به دلیل کاربرد های زیاد این دو پلی آمید حدود ۹۰ % از تولید پلی آمید ها را به خود اختصاص داده اند. در سال ۲۰۱۴ میزان تجارت جهانی این دو پلیمر ۲۴٫۴ میلیارد دلار بوده، و بیش بینی ها و دیدگاه ها حاکی از افزایش ۳۱٫۲ میلیارد دلاری تا سال ۲۰۲۲می باشد. در سال ۲۰۱۳ میزان تقاضای جهانی برای پلی آمیدها حدود ۷ میلیون تن بوده که این رقم با رشد تقریبی ۳/۴ % در سال ۲۰۱۶ به ۳/۷ میلیون تن رسید. که از این میزان تقاضا برای PA6 در حدود ۶۵% برای PA6,6 در حدود۲۵% وبرای سایر پلی آمید ها ۱۰% بوده است. چین بزرگترین تولید کننده پلی آمید ۶ در جهان است که ۳۲ درصد از ظرفیت تولید جهانی را به خود اختصاص داده است. ایالات متحده نیز بزرگترین تولیدکننده فیبرهای پلی آمید ۶٫۶ است که ۴۱ درصد از ظرفیت کل جهان را تشکیل می دهد.
وضعیت واحد های فعال تولید نخ پلی آمید
در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید نخ پلی آمید در کشور به تفکیک استان آمده است .
وضعیت واردات و صادرات نخ پلی آمید
نمودار واردات و صادرات نخ پلی آمید در کشور به تفکیک سال در شکل زیر آمده است.
خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار طرح تولید نخ پلی آمید
ظرفیت تولید سالیانه : ۶۰۰۰ تن
نرخ برابری دلار : ۱۷۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۳۰۰۰۰ مترمربع
زیربنای کل : ۱۲۰۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۸۰ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۱۳۵ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۸۱ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۹ درصد
درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید:
دیدگاه خود را ثبت کنید