[發(fā)明專利]聚已酰胺的連續(xù)脫單體和后縮合工藝

無效

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• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN1006073B
• 公開（公告）日: 1989-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杰金帕克·干特
• 申請（專利權(quán)）人: 卡爾·弗沙工業(yè)設(shè)備公司
• 主分類號(hào): C08G69/16
• 分類號(hào): C08G69/16;C08G69/46
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 盧新華

本發(fā)明涉及聚己酰胺的連續(xù)脫單體和后縮合作用的工藝。

聚己酰胺是ε-己內(nèi)酰胺聚合生成的一種聚合物熔體。所得的聚合物熔體可直接加工成成形物品，如各種纖維或薄片。

聚己酰胺聚合時(shí)，在加熱和在一個(gè)或多個(gè)工藝步驟中加水或使用其他催化劑的條件下，液態(tài)ε-己內(nèi)酰胺轉(zhuǎn)化成一種聚合物。該聚合物仍含有約10%的單體和齊聚物，即約60-70%單體和30-40%齊聚物（二聚物、三聚物和更高的齊聚物）。在以后使用該聚合物時(shí)，例如在用于紡織纖維時(shí)，這些單體以及齊聚物對后續(xù)工藝及最終的使用不利。因此它們必須被除掉。和其它聚合物比較，聚己酰胺的聚合是一個(gè)簡單工藝（例如在一個(gè)一步VK管工藝中），但是它必須由多個(gè)工藝步驟來完成，其中包括除去單體和齊聚物，即所謂殘余的可提取物的步驟。多年來，已使用過各種各樣工藝，在這些工藝中，聚合物最初被加工成為粒子或薄片，然后在水下提取，致使聚合物中殘余的可提取物降到1%以下。接著，聚合物粒子被干燥，同時(shí)為了下一步處理，它在擠壓機(jī)中被再熔化。其它工藝都是已知的，其中脫單體作用在熔液中發(fā)生，或者由使用氮或蒸汽之類惰性吸附性氣體對低分子量部分進(jìn)行蒸餾，或者用常用的真空蒸餾方法進(jìn)行。

在這種情況下，這種預(yù)聚合物在與約10%或更高的低分子量部分達(dá)到平衡前被送至下一工藝步驟。在該步驟中，低分子量部分被除去，然后才有可能進(jìn)行熔融態(tài)的后聚合/后縮合作用。

然而，所有已知的工藝都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)：必須在一系列下述步驟中使用幾種裝置：脫單體、均化、充分混合和在恒定溫度下保持一定的停留時(shí)間來調(diào)節(jié)達(dá)到的平衡，可能還有后聚合作用。事實(shí)上，這些裝置是為了實(shí)施這些工藝步驟的，但沒有一個(gè)裝置能適合所有這些必要的步驟。

德國專利文件DE-PS1218110敘述了一種在兩個(gè)真空處理步驟中減少殘余的可提取物（單體和齊聚物）的工藝。在這兩個(gè)處理步驟中，聚合物發(fā)生后縮合，也就是在第一次聚合之后在三個(gè)不同裝置中實(shí)施三個(gè)工藝步驟。后聚合作用可以在一個(gè)薄膜蒸發(fā)器的泵中進(jìn)行。然而，由于在槽和出口間沒有強(qiáng)制輸送裝置，各個(gè)聚合物部分在槽表面和出口間，各處停留時(shí)間是非常不同的。

美國專利文件3，578，640敘述了一種工藝，在此工藝中，在一個(gè)預(yù)聚合反應(yīng)器和一個(gè)加聚反應(yīng)器中生成的聚合物被送進(jìn)一個(gè)真空蒸發(fā)器，然后藉助一個(gè)螺旋裝置通過最后的反應(yīng)器。在這工藝中人們也必須在兩個(gè)裝置中完成脫單體和后縮合。這個(gè)最后反應(yīng)器同時(shí)用來均化熔體。在德國專利公開文件OS-1570570中談到一個(gè)類似工藝。然而，使用一種所謂“螺旋桿蒸發(fā)器”還從來未成為現(xiàn)實(shí)，這也許有下述缺點(diǎn)：由于借助于平穩(wěn)操作螺旋的必要運(yùn)輸裝置，停留時(shí)間就會(huì)非常短，盡管這些時(shí)間對于某些脫單體作用也許足夠了;并且如果其中從出口排出的熔體少于在螺旋裝置中輸出時(shí)，逆流會(huì)變得不可控制。這樣，停留時(shí)間就會(huì)不一致。另外，這個(gè)發(fā)明也沒有提到熔體同時(shí)出現(xiàn)的后聚合作用。

本發(fā)明的目的是僅僅在一個(gè)工藝階段中實(shí)施脫單體作用（清除ε-己內(nèi)酰胺單體和齊聚體）和熔體后聚合作用的反應(yīng)步驟。根據(jù)本發(fā)明，脫單體作用和后聚合作用是在一個(gè)部分地充填了這種聚合物熔體的真空反應(yīng)器中同時(shí)完成的。反應(yīng)器設(shè)計(jì)成一個(gè)有水平軸的圓柱體。它有一個(gè)與水平軸同心安裝，并可繞反應(yīng)器軸運(yùn)動(dòng)的籠形式轉(zhuǎn)筒。在這反應(yīng)器周圍，環(huán)形部件和/或多孔板和/或輻輪被固定住。上述部件可部分地浸入熔體中。

在水平反應(yīng)器中應(yīng)維持一定的熔體水平。該反應(yīng)器中的環(huán)形部件浸入熔體中完成下述步驟：通過反應(yīng)器縱向輸送熔體，生成新的表面，混合，固此使熔體均化。這種容器已由涉及聚脂生產(chǎn)的反應(yīng)器的德國專利2100615和2114080公開。

環(huán)形籠罐應(yīng)該沒有使聚合物可以沉積并維持不同停留時(shí)間的中心軸，僅僅是其環(huán)形部件浸入熔體中。這些部件可以設(shè)計(jì)成圓盤、多孔圓盤、篩形盤或輻盤。在開始的低粘度部分中，它們可以裝上葉片桿。這些部件將熔體輸送到反應(yīng)器頂部，熔體由于其重量的關(guān)系，會(huì)以薄膜形式由頂部再掉下來。熔體平面的表面本來較小，但由于薄膜在環(huán)形部件處形成，極大的新表面就穩(wěn)定而持續(xù)不斷地生成。這些環(huán)形盤被熔體平面下的剪貼力穩(wěn)定地沖刷，因而將不會(huì)出現(xiàn)不可控的、不同的或變化的停留時(shí)間。在環(huán)形部件浸入熔體的同時(shí)，熔體得到混合。將環(huán)形部件作一定偏斜，就會(huì)得到給定的或固定的通過整個(gè)裝置的傳輸速度。這一傳輸速度在操作期間，可通過調(diào)整轉(zhuǎn)筒速度，在一定范圍內(nèi)得到改變。在反應(yīng)器的底部固定一些導(dǎo)流壩，以防止由于旋轉(zhuǎn)部件的作用，使熔體直接沿著底部流動(dòng)而不升到熔體平面之上的現(xiàn)象發(fā)生。