[發明專利]一種采用大通道連續流微反應器合成聚乳酸的方法

在審

• 申請號: 201911006723.1
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN112694601A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 康小玲;梁勇軍;唐曦;丁永良;唐波
• 申請（專利權）人: 上海東庚化工技術有限公司
• 主分類號: C08G63/08
• 分類號: C08G63/08;C08G63/78;C08G63/87
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 尹麗云

本發明屬于有機合成技術領域，具體公開了一種采用大通道連續流微反應器合成聚乳酸的方法，先將丙交酯溶解在有機溶劑中，然后將丙交酯溶液和非金屬有機催化劑注入大通道連續流微反應器中，通過聚合反應合成聚乳酸。本方法使用非金屬有機催化劑與連續流微反應器相結合，可實現連續化的物料配比、反應溫度、反應時間的精準控制，反應實現快速混合傳質、得到的產品重現性好，質量穩定，單體轉化率高，聚合度高，分子量分布指數低，可控制到1.1?1.3的較高要求，黃色指數低，便于在工業反應中擴大生產，能有效解決現有技術中聚乳酸的合成反應溫度高、副反應多、停留時間長、生產效率低等問題。

技術領域

本發明涉及有機合成技術領域，特別是涉及一種采用大通道連續流微反應器合成聚乳酸的方法。

背景技術

聚乳酸PLA是具有優良生物降解性的合成聚酯，在包裝、一次性餐具、生物醫學等領域的應用越來越廣泛，產量逐年增加。工業上生產聚乳酸一般采用兩步法，即先通過2-羥基丙酸(乳酸)的縮合反應合成低分子量聚乳酸，再將低分子量的聚乳酸在裂解環化成丙交酯，丙交酯再經開環聚合反應(ROP)得到高分子量的聚合物。

目前，聚乳酸的主要工業合成工藝為：采用攪拌釜式反應器或SMR反應器，在高溫條件下，在金屬催化劑(如辛酸錫)的作用下反應得到聚乳酸。上述工藝存在以下問題：

1、反應溫度高，停留時間長，導致聚乳酸產品副反應多，黃色指數高，聚合過程中也會發生降解，物理性能顯著下降。

2、隨著反應物粘度的增大，聚合反應混合阻力增大，導致傳質過程受阻，得到的產品分子量分布指數大。

3、金屬催化劑在產品中殘留，難于去除，使產品的耐老化性能變差，產品指標不穩定。

但如果使用非金屬有機催化劑在傳統設備中生產聚乳酸，又存在反應溫度控制困難、轉化率低、停留時間長、副反應多、分子量分布指數大、生產效率低等問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種采用大通道連續流微反應器合成聚乳酸的方法，用于解決現有技術中的聚乳酸合成工藝反應溫度高、反應時間長、副反應多、分子量分布指數大、生產效率低等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種采用大通道連續流微反應器合成聚乳酸的方法，先將丙交酯溶解在有機溶劑中，然后將丙交酯溶液和非金屬有機催化劑注入大通道連續流微反應器中，通過聚合反應合成聚乳酸。

可選地，所述丙交酯與非金屬有機催化劑的摩爾比為(80～1000)：1。

可選地，所述非金屬有機催化劑選自磷化氫、4-二甲胺基吡啶、有機磷酸酯、N-雜環卡賓、1,5,7-三氮雜二環[4.4.0]癸-5-烯中的至少一種，優選為1,5,7-三氮雜二環[4.4.0]癸-5-烯。

可選地，所述非金屬有機催化劑的負載量為相對于丙交酯降低至0.1～1.5摩爾％。

可選地，聚合反應溫度為-10～30℃。

可選地，聚合反應時間為10～40s。

可選地，所述有機溶劑選自二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯、二甲苯、四氫呋喃、丙酮、苯、二硫化碳、二甲亞砜中的至少一種。

可選地，所述丙交酯與有機溶劑的質量比為1：(10～30)。

本發明第二方面提供一種大通道連續流微反應器，包括物流精密分布器、集成混合器和并行微通道反應器，所述并行微通道反應器包括若干個并列設置的微反應通道，所述微反應通道設有進料口和出料口；所述微反應通道的進料口處均設置有一個集成混合器；所述物流精密分布器與集成混合器相連接，所述物流精密分布器用于將物料均勻分配成若干股與微反應通道數量相同的物流，所述集成混合器用于混合物料；所述并行微通道反應器中設置有冷熱媒折流板通道。