[發明專利]使聚合裝置中從一個聚合物等級到另一聚合物等級的過渡時間最小化的方法

有效

• 申請號: 201580048712.3
• 申請日: 2015-09-01
• 公開（公告）號: CN106661211B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: L.I.科斯塔;F.科達里
• 申請（專利權）人: 蘇舍化學技術有限公司
• 主分類號: C08G63/08
• 分類號: C08G63/08;C08G63/78
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 趙蘇林;周李軍

本發明涉及在聚合裝置中進行的連續聚合過程中減少從第一聚合物等級向第二聚合物等級改變的過程中的過渡時間和/或在規格外的聚合物廢料的方法，其中：該聚合裝置包括至少一個返混反應器，在聚合過程之前和/或期間將至少一種單體和至少一種選自催化劑、助催化劑、聚合引發劑、共聚單體、鏈轉移劑、支化劑、溶劑和前述試劑中的兩種或更多種的任意組合的加工劑加入到至少一個返混反應器中，其中在引入至少一個返混反應器的進料中的至少一種加入的加工劑中的一種或多種的濃度隨時間從與第一聚合物等級相關的第一值變化為與第二聚合物等級相關的最終值，第一聚合物等級和第二聚合物等級是一個或多個與待生產的聚合物的分子量相關的參數和/或一個或多個與待生產的聚合物的組成相關的參數和/或一個或多個與待生產的聚合物的結構相關的參數和/或一個或多個與待生產的聚合物的量相關的參數，其中，在至少一種加入的加工劑的濃度從第一值向最終值變化的過程中，調節一個或多個中間值，其中所述一個或多個中間值中的至少一個、優選其中的大部分和更優選其中的全部與接近第一值相比更接近最終值，其中一個或多個中間值中的至少一個、優選其中的大部分各自和更優選其中的全部各自與第一值之間的絕對差大于最終值與第一值之間的絕對差，其中使所述一個或多個中間值保持一段時間，所述時間僅基于至少一個返混反應器中的停留時間以及反應器和/或聚合裝置的輸入與輸出之間的穩態相關性來計算，并且其中在不進行動態建模的情況下實施該方法。

本發明涉及在聚合裝置中進行的連續聚合過程中減少從第一聚合物等級向第二聚合物等級改變的過程中的過渡時間和/或在規格外的聚合物廢料的方法。

由于聚合物的廣泛性質，其可以通過調節聚合物特性中的一種或多種，如聚合物的化學組成、聚合物的立體化學、聚合物的分子量等等來調整以適應聚合物的預期用途，聚合物在工業中起到至關重要的作用。通過單體和（如果需要的話）共聚單體在聚合裝置中的聚合來生產聚合物，所述聚合裝置包括一個或多個聚合反應器。

為此的一個實例是交酯（其為乳酸的環狀二酯）在聚合裝置中聚合成聚乳酸。聚乳酸聚合物尤其引人關注，因為它們由可再生來源制成，并且是可生物降解的。此外，這些聚合物的技術性質相當接近于來自石化來源的聚合物的那些技術性質，這是為何這些聚合物被認為是來自石化來源的聚合材料的極有前途的替代物的原因。例如，聚乳酸在生物醫藥領域中有著廣泛的應用，即例如在外科植入物中、在膜中（例如在封裝中）、纖維（例如用于服裝、衛生制品、地毯）中和在一次性塑料產品（例如一次性餐具或容器）中。此外，已發現聚乳酸可廣泛應用于復合材料中，如用于纖維增強塑料中。

通常，通過在聚合裝置中使交酯聚合來產生聚乳酸，所述聚合裝置串聯地包括環管反應器和活塞流反應器。雖然交酯在環管反應器中聚合至30-70%的程度，從環管反應器中排出的混合物在下游的活塞流反應器中進一步聚合至最高超過70%和通常為95至97%單體轉化率的程度。在這種情況下，進入環管反應器的進料包含作為單體的交酯、催化劑如辛酸錫、引發劑如高沸點醇，以及任選的一種或多種共聚單體，然而，從活塞流反應器中抽出的產品料流基本上由聚乳酸產品和未轉化的單體、未轉化的共聚單體、未消耗的催化劑、未消耗的引發劑、未消耗的助催化劑的殘余物以及（如果存在的話）一種或多種副產物組成。大體上，反應動力學由進料組成和反應溫度來決定，其中具有所需特性，如所需分子量、多分散性、立體化學和/或其它特性的聚合物可以通過適當地選擇進料組成來調整以適應該聚合物的預期后繼用途。例如，聚合物的數均分子量與引入（一個或多個）聚合反應器的引發劑的濃度成反比。

由此，不同等級——即不同分子量——的聚合物可以通過簡單地改變進料中引發劑的濃度在一個裝置中生產。但是，由于在聚合反應器（其通常包括一個或多個返混反應器，如前述環管反應器）中生產的聚合物的分子量——由于反應混合物在反應器中的停留時間，導致在聚合反應器中的濃度不會立即隨著進料中的濃度變化而變化，而僅是時間延遲的——不會即時跟隨進料中引發劑濃度的變化而變化，而是需要一段時間（其被稱為過渡時間）以便與改變的進料一致，在過渡時間期間，即在由一個聚合物等級向另一聚合物等級過渡的過程中，產生了顯著量的不合規格的聚合物。由于不合規格的聚合物不具有商業價值，必須將其棄去。因此，合意的是盡量減少連續聚合過程中從第一聚合物等級向第二聚合物等級變化之間的過渡時間，以便使不合規格的聚合物的量最小化。