1、盐溶液浓度

本实验中对于尼龙66盐溶液的浓度没有严格的要求，范围可在50%-70%。如果浓度低，多余的水就会在保压时以水蒸气的形式被排出去，同时带走热量，这样会增加反应器的热负荷，并且使升温过程延长。所以本实验采用70%的浓度。

2、通入氮气的目的

本实验在反应前用高纯氮气反复冲洗高压釜，目的是排除高压釜内空气，防止阻燃尼龙66降解。反应后期通入氮气，一方面是与阻燃尼龙66反应过程压力变化有关，整个反应是经过升压、降至常压、负压然后结束反应，通入氮气的目的是利用氮气的压力将物料从出料口压出；另一方面，是为了对后缩聚高压釜中物料进行惰性气体保护，防止阻燃尼龙66在高温下氧化降解，分子量降低，颜色变黄，性能降低。

3、反应压力

压力对缩聚反应平衡的影响主要在降低压力有利于低分子物从反应区域移除，使本系中低分子物的浓度降低，有利于提高聚合物的分子量。但压力对分子量的影响也不是绝对的，因为压力太低，可能使单体和低聚体挥发，如果单体挥发程度不同，会造成官能团非等物质的量，从而影响聚合物的分子量的增加。本文所用的尼龙66盐不稳定，在稍高温度下盐中己二胺易挥发，己二酸易脱酸，将使官能团等物质的量破坏，致使分子量降低。

在实验中，我们曾在1.5-1.75MPa、1.75-2.1MPa、2.1-2.4MPa范围内，探索了水溶液缩聚阶段压力对阻燃尼龙66分子量的影响，结果如表3.4。

从上表可以看出在压力低于1.75MPa时，粘均分子量偏低，分析原因最大的可能就是压力偏低，盐中己二胺挥发，破坏了单体的等摩尔配比，结果使分子量过低达不到要求。在实验过程中也发现，当压力偏低时，高压釜盖内壁会附有一层绒状结晶物，可能就是尼龙66盐分解挥发物。压力为1.75-2.1时，粘均分子量为1.37万。当压力为2.1-2.4MPa时，分子量有增加，但增加不大。因此在水溶液缩聚阶段，反应压力取1.75-21.MPa为宜。

随着反应的不断进行，单体初步缩聚成预聚体，这一阶段，反应程度尚低，逆反应影响不大，为进一步提高聚合物的相对分子质量，必须将反应体系中的水除去，使反应向生成物的方向进行，所以在反应中、后期即熔融缩聚阶段采取慢慢降至常压、再降至负压继续熔融缩聚。

4、反应温度

温度对缩聚反应平衡的影响有两个方面：一方面升高温度可以提高反应速率，从而缩短缩聚反应到达平衡时所需的时间；另一方面，在反应后期，体系粘度越大，升高温度可以降低体系的粘度，有利于低分子物从反应区域移除，使体系中低分子物浓度降低，使缩聚反应向着生成高聚物的方向移动。

合成阻燃尼龙66包括前期的水溶液缩聚与后期的熔融缩聚。水溶液缩聚指尼龙66盐在水溶剂中进行缩聚反应制备成预聚物的过程。熔融缩聚指在尼龙66的合成条件，进行了纯尼龙66与阻燃尼龙66合成比较，结果纯尼龙66分子量可达1.73万，而阻燃尼龙66分子量为1.41左右。课题中试图通过改变水溶液缩聚温度、熔融缩聚温度以提高阻燃尼龙66分子量，结果如表3.5.

从表3.5可以看出，在熔融缩聚温度为265-280℃温度下，随着水溶液缩聚温度的升高，其分子量也在升高。与纯尼龙66相比，阻燃尼龙66要获得较高的分子量，必须提高反应温度。分析其原因有以下三种可能：

①随着温度的升高，体系的粘度变小，有利于小分子水从体系中挥发出来，改变反应平衡状态，使反应向正方向进行。

②尼龙66的聚合从机理来说属于N-酰化反应，N-酰化反应指胺类化合物与酰化剂反应，在氨基的氮原子上引入酰基而成为酰胺衍生物，反应历程可表示如下：

从BCPPO结构上分析，BCPPO结构中含有三个苯环，由于空间位阻庞大，不利于氨基的进功。

③由于BCPPO中芳环的共轭反应，使羧基碳原子上的部分正电荷降低，使反应活性降低，因此提高温度可以供给更高的分子活化能，有利于提高阻燃尼龙66分子量。从上表也可以看出，如果水溶液缩聚温度升至250-260℃，会使分子量偏高，导致出料困难，因此水溶液缩聚温度以240-250℃为宜。

另外，从表3.5可以看出，不论水溶液缩聚阶段反应温度为多少，如果熔融缩聚阶段温度超过280℃。则会导致无法出料。原因有以下可能：一是分子量太大，分子之间缠绕严重，无法出料；另一种可能是尼龙66降解交联为网状大分子。其高温交联反应如下：

第三个可能为由于尼龙66聚合物大分子上存在着己二酰结构，在高温状态下易生成环戊酮。环戊酮是尼龙66的一种交联剂，它可促使大分子链之间交联产生网状结构而形成凝胶。

实验证明，当聚合物后期的缩聚温度超过285℃，且缩聚时间较长时，就有较多凝胶产生。抑制热降解和凝胶化的重要方法是尽可能缩短物料在反应器中，尤其是后缩聚时的停留时间，同时在保证聚合物熔体流动下，采用尽可能低的反应温度。

由实验结果可知，最适宜的水溶液缩聚温度为240-250℃，熔融缩聚温度为265-380℃。

5、反应时间

在阻燃尼龙66的合成中，时间控制分三个阶段，水溶液缩聚时间（保压时间）、降压时间，负压时间。

保压时间：此阶段反应时间要充足，以聚合物的形式束缚住二元胺，以便在降低反应器压力形成两相体系时二元胺损失最下，此阶段时间控制为90min。

降压时间：此为降压升温阶段，此过程需将多余的水蒸气从体系中排除，如果水蒸气脱除的太快，温度会急剧下降，熔体容易固话，不易于搅拌，也影响升温速度。另外在实验中发现，在压力接近0.5MPa时，如果此时释放压力速度太快，体系温度就急剧上升以致失去控制。原因可能是尼龙66聚合为放热反应，脱除小分子水使平衡向正反应方向推进，放出热量。当体系外放的热小于体系自身反应产生的热量，温度就会上升，因此在此阶段应注意压力与温度的变化，以1h降至常压为宜。

熔融缩聚负压时间：此为后缩聚阶段，是酰胺反应接近平衡的最终聚合阶段，它可以微调分子量大小，并使聚合物反应均匀，有利于注带和切粒。聚合物分子量的控制主要在后缩聚阶段。表3.6为后缩聚阶段不同反应时间对阻燃尼龙66分子量的影响。

从表3.6可以看出，随着后期反应时间的延长，聚合物的分子量不断增加，如果时间太长也会带来负反应，容易使尼龙66降解，导致无法出料，或分子量太大，所以物料在后聚合釜停留时间以30min为宜。