Прямое химическое формование
Формование методом анионной полимеризации отличается от традиционных способов переработки, согласно которым высокомолекулярный полиамид в виде гранул, хлопьев или порошка перерабатывается в полуфабрикат или законченное изделие. Анионная полимеризация представляет собой уникальный способ прямого химического превращения мономера в конечное изделие, готовое для поставки потребителям. Изделия могут иметь форму стержня, трубы, пластины и т. п. Многие способы литья металлов вполне приемлемы для полиамидов, например, возможно получение отливок с печатью. Аналогичны также конструкции форм, сам процесс формования, методы придания полимеру пористости, конструкция системы охлаждения, процесс термообработки и т. д.
Требования к полупродуктам
Для проведения активированной анионной полимеризации в качестве исходных веществ (кроме лактамов) применяют инициатор, иногда называемый
активатором, и катализатор — обычно натриевую соль лактама. Эти добавки вводят в небольших количествах. Химическая структура и концентрация инициатора влияют на строение, степень кристалличности и плотность образующихся в полимере поперечных связей. Многие типы инициаторов описаны в патентах.
Важным условием успешного проведения анионной полимеризации является использование мономера высокой степени чистоты. Не допускается наличие в лактаме воды или примесей кислого характера. Иногда для удаления из лактама оставшихся следов воды проводят вакуумную перегонку лактама. Так как температура плавления капролактама составляет только 69 °С, то процесс полимеризации ведут в плаве. Для предотвращения проникновения влаги над плавом находится защитный слой сухого азота.
Ниже 150 °С процесс активированной анионной полимеризации протекает медленно с образованием полимера низкого качества. При более высоких температурах реакция идет быстро с выделением тепла, при этом необходим контроль температуры процесса для получения качественных отливок, не имеющих внутренних напряжений. Некоторые инициаторы характеризуются очень продолжительным индукционным периодом, после окончания которого они вступают в реакцию; применение инициаторов, отличающихся коротким индукционным периодом, может вызвать трудности при заполнении формы: из-за неполного смешения с мономером и, как следствие этого, из-за неравномерного протекания полимеризации возникает разброс показателей свойств в отливке.
Смешение компонентов
Компоненты смеси загружают в готовом виде в отдельные емкости и хранят там при соответствующей температуре до начала процесса. Иногда для облегчения приготовления трехкомпонентной системы вручную отдельно готовят двухкомпонентную смесь. Реакция практически не начинается до тех пор, пока в систему не будут введены все необходимые компоненты. Для приготовления трехкомпонентной смеси
может быть использована любая из следующих двух схем.
Согласно первой схеме, в двух отдельных и приблизительно равных по объему емкостях находится в готовом виде расплавленный лактам. В одну емкость к лактаму добавляют инициатор, в другую — катализатор в требуемых количествах и при температурах, оптимальных для прохождения реакции. При заливке формы примерно равные объемы двухком-понентных смесей подают через отдельные дозирующие клапаны в смесительную головку и затем перекачивают расплав в форму. При таком способе приготовления смеси смешение компонентов происходит весьма быстро, что позволяет намного повысить производительность процесса. Операции перемешивания и подачи смеси к форме должны осуществляться очень быстро, так как уже в процессе смешения компонентов за несколько минут может произойти полимеризация.
В другой схеме приготовления смеси отдельно готовят лактам с необходимым количеством инициатора, соответствующим оптимальным условиям проведения процесса при соответствующей температуре.
Отсюда смесь перекачивают прямо в форму, а катализатор из отдельной емкости впрыскивают через дозирующий клапан в основной поток. Эта система отличается большей гибкостью, что важно если необходимость изменения концентрации катализатора появляется в процессе заполнения формы.
Высокотемпературная полимеризация
Промышленный процесс химического формования полиамидов является периодическим, поскольку он состоит в том, что одна или несколько форм последовательно заполняются одной и той же реакционной смесью. Однако имеется несколько патентов, предметом изобретения которых является непрерывный процесс химического формования. По одному из них температура реакции в процессе формования поддерживается выше температуры плавления полученного полимера (в случае поликапроамида 210— 230 °С) — в противоположность периодическому процессу, который обычно проводят при температурах ниже температуры плавления полимера. Процесс завершается в экструдере, и полученный полимер эк-струдируется в виде прутков, труб и т. д.
| 
