在PA6合成过程中，通过稀土配位和长链胺端封技术抑制环状寡聚体的形成

《Green Chemistry》：Inhibition of cyclic oligomer formation via rare earth coordination and long-chain amine end capping during PA6 synthesis process

聚酰胺6（PA6）工业生产中，通过长链胺封端和降低环开环温度，结合稀土配位增强能垒与空间阻碍，有效抑制了环化副产物（C1、C2及循环oligomers）的形成，含量分别降低48%和76%。热真空法去除残留单体后，oligomers总量降至1.47 wt%，满足纺丝要求，同时提高γ晶型比例和终端氨基含量，使聚合时间从55小时缩短至10小时，能耗降低32.13%。

　　

在聚酰胺6（PA6）的工业生产中，通常使用热水萃取法去除单体（己内酰胺，C1）和环状寡聚物。这一繁琐的过程阻碍了直接熔融纺丝的实现，并导致大量的能源浪费。本文通过使用长链氨作为封端剂并降低环化反应的温度，有效减少了环化反应的发生。同时，稀土与羰基氧之间的配位作用显著增加了形成环状二聚物（C2）所需的自由能障碍，并产生了空间位阻，从而阻碍了末端氨基对酰胺键的攻击。在协同效应的作用下，PA6中的环状寡聚物和环状二聚物的含量分别降至1.75 wt%和0.19 wt%，比末端聚合PA6（PA6-C）中的含量（分别为3.36 wt%和0.79 wt%）降低了48%和76%。为了满足纺丝级PA6中总寡聚物含量的标准，C1和部分环状寡聚物在高温和真空条件下被迅速去除。寡聚物的含量降至1.47 wt%，低于纺丝所需的2.0 wt%，相对粘度提高至2.53。这与通过热水萃取得到的工业PA6的寡聚物含量（相对粘度为2.47，寡聚物含量为1.53 wt%）相似。此外，γ-晶型的出现有利于PA6的后续加工，并节省了能源消耗。末端氨基含量的显著增加有助于提高染色性能。本研究为PA6纤维的直接熔融纺丝提供了一种新的解决方案，将整个聚合过程时间从55小时缩短至10小时，生产效率提高了近450%。消除复杂的热水萃取步骤大大节省了水和能源，与热水萃取方法相比，电能消耗减少了约32.13%。