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：

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