[發明專利]一種芳綸1414的聚合方法

有效

• 申請號: 201611101314.6
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN108148199B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 劉兆彥;劉兆峰;劉宇塵;鄭天成;施景云
• 申請（專利權）人: 北京伊克希德化工技術有限公司
• 主分類號: C08G69/32
• 分類號: C08G69/32;C08G69/28
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉秀青;熊國裕

本發明提供一種芳綸1414的聚合方法：在低于反應活化溫度下將等摩爾PPD、TCI及溶劑、助劑混合達分子尺度勻化，制成未活化反應液；將未活化反應液以霧滴形態噴入熱的高純N₂中，霧沫液滴表層分子立即被N₂加熱升溫活化并發生反應，由表及里完成聚合生成固粒；氣固分離，中和固粒中的HCL并洗滌，干燥后獲得純芳綸1414聚合物粉末。與傳統雙螺桿反應器比較，本方法設備投資和運行能耗低，產品均勻性好、單線產能高。

技術領域

本發明涉及一種芳綸1414的聚合方法，屬于聚合工程領域。

背景技術

芳綸1414以對苯二胺(PPD)、對苯二甲酰氯(TCI)為單體，溶于溶劑中并添加助劑進行低溫溶劑聚合，有一步法和兩步法兩種方式，常用溶劑有N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基乙酰胺(DMAC)等，常用助劑有氯化鈣(CaCl₂)等，多采用雙螺桿反應器兩段聚合，反應時間約數分鐘至十幾分鐘，生成的芳綸1414聚合物吸收溶劑及助劑呈固體粉末。

PPD和TCI反應速度極快，超出活化溫度的兩種分子一旦碰撞，微秒級瞬間即可完成反應。為獲得高分子量聚合物，必須嚴格保持PPD和TCI等摩爾，但原料各組分實現分子尺度勻化之前反應即已發生，此時反應器諸體積微元中PPD和TCI摩爾比可能大于1或小于1，影響產品質量均一性，盡快實現原料各組分間分子尺度勻化是芳綸1414聚合技術的核心。攪拌能促進勻化，但包括雙螺桿在內的任何攪拌手段都不能直接實現不同組分間分子尺度勻化，最終實現分子尺度勻化尚需依賴組分間分子擴散，工業生產中芳綸1414聚合所耗時間主要取決于各組分通過擴散實現分子尺度勻化所需時間。

此外，PPD和TCI反應放熱，雙螺桿剪切功又向反應物輸入更多熱量，需依靠夾套低溫熱媒移熱，在反應器內形成陡峻的溫度梯度，既增加能耗，又影響產品質量均一性。

PPD和TCI縮聚釋放強腐蝕的氯化氫(HCl)，雙螺桿反應器必須采用昂貴的金屬材料，如哈式合金大幅增加設備投資，且單機產能受限。

現行芳綸1414生產方法有待改進提升。

發明內容

本發明提供了一種芳綸1414聚合新方法，包括以下步驟：

1)在低于反應活化溫度下將等摩爾PPD、TCI及溶劑、助劑混合達分子尺度勻化，制成未活化反應液；

2)將未活化反應液以霧滴形態噴入熱的高純N₂中，霧滴表層分子瞬間被N₂加熱升溫激活并發生反應，反應熱使其里層分子升溫激活并發生反應，反應熱再使其更里層分子升溫激活并發生反應......，霧滴由表及里完成反應生成固粒；

3)氣固分離，中和固粒中的HCL，洗滌、干燥后獲得純芳綸1414聚合物粉末；

4)N₂凈化后循環使用。

未活化反應液溫度為-15～15℃，優選為0～10℃。

未活化反應液霧滴直徑為10～1000μm，優選為20～80μm。

N₂溫度為65～150℃，優選為80～120℃。

聚合溫度為50～120℃，優選為70～90℃。

PPD、TCI和溶劑重量比愈大，聚合溫升愈高，可用單體和溶劑重量比控制聚合溫度。

噴霧反應生成的固粒可移到下游反應器(如流化床反應器)中繼續完成聚合。

與傳統雙螺桿聚合比較，本發明提供的方法具有以下優點：