聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物的連續聚合方法技術

本發明專利技術提供了一種聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物的連續聚合方法。該方法包括如下步驟：A、將對苯二甲酸與1,3-丙二醇加入到酯化反應釜中，進行酯化反應，得到酯化反應產物；B、將酯化反應產物與換熱器進行熱交換，得到溫度為225～235℃的酯化反應產物熔體；C、將數均分子量為800～2000的聚醚經由熔化釜和計量泵注入管線后，與酯化反應產物熔體一起進入均化混合器，得到混合均勻的混合熔體；D、將混合熔體通入依次串聯的多個縮聚釜，每個縮聚釜的長度為5～10m，進行縮聚反應，制得聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物。本發明專利技術的連續聚合方法保證了產品質量的穩定性，提高了生產效率，可以實現大規模工業化生產。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及高分子聚合反應領域，具體而言，涉及一種。
技術介紹
聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是一種性能優異的新型聚酯，其具有特殊的結構和優良的物理化學性能。由于PTT大分子鏈上存在的三個亞甲基而導致的區別于聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的“奇碳效應”，使得PTT纖維能夠同時克服PET的剛性和PBT的柔性，并且兼有聚酯纖維(滌綸)和聚酰胺纖維(PA，尼龍)的優點，如優異的回彈性、易加工性、易染色性以及蓬松性等。 使用聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)為原料可以生產出性能優異的高彈性纖維、抗靜電纖維、生物醫用材料，目前已成為不可替代的工程級彈性體新興材料，在紡織、工程塑料、汽車、高分子改性劑、電子電器、薄膜等領域具有廣泛應用前景。可以采用與其它單體共聚合的方法，對PTT材料進行改性，以提高使用性能。例如，北京服裝學院的喬宇于2009年在小反應釜中進行了 PTT_PEG共聚物合成，同時對其結構進行了表征研究；浙江大學的徐勇在2005年的博士論文中，也進行了 PTT_PEG共聚物的合成及性能研究。然而，目前聚苯二甲酸丙二醇酯共聚物的制備方法通常是采用在間歇的聚合反應釜中聚合制備得到，由于間歇生產中各批次之間存在差異和波動性，因此所得產品的質量穩定性較差，生產效率低。
技術實現思路
本專利技術提供了一種，以解決現有技術中的間歇聚合方法各批次之間存在差異和波動性，產品質量穩定性較差，生產效率低的問題。根據本專利技術的一個方面，提供了一種，包括如下步驟:A、將對苯二甲酸與1，3-丙二醇加入到酯化反應釜中，進行酯化反應，得到酯化反應產物、將酯化反應產物與換熱器進行熱交換，得到溫度為225 235°C的酯化反應產物熔體；C、將數均分子量為800 2000的聚醚經由熔化釜和計量泵注入管線后，與酯化反應產物熔體一起進入均化混合器，得到混合均勻的混合熔體；D、將混合熔體通入依次串聯的多個縮聚釜，每個縮聚釜的長度為5 10m，進行縮聚反應，制得聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物。進一步地，換熱器在酯化反應釜的出料管處與酯化反應釜相連，控制熱媒進入換熱器入口時的溫度為190 205°C。進一步地，依次串聯的多個縮聚釜包括第一縮聚釜、第二縮聚釜和第三縮聚釜，步驟D包括將混合熔體通入第一縮聚釜，控制混合熔體的停留時間為20 40分鐘，控制混合熔體的溫度為235 240°C ;繼續將混合熔體通入第二縮聚釜，控制混合熔體的溫度為240 245°C ;繼續將混合熔體通入第三縮聚釜，并添加縮聚催化劑，控制縮聚反應溫度為260 270°C，待特性粘數達到I. 20dL/g時，進行出料，制得聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物。進一步地，縮聚催化劑為鈦酸酯類化合物，優選為鈦酸四丁酯，添加量為縮聚反應的反應物總質量的O. 03 O. 05wt%。進一步地,聚醚為聚乙二醇或聚四亞甲基醚二醇,加入量為縮聚反應的反應物總質量的5 50wt%。進一步地，將聚醚經由熔化釜和計量泵注入管線的過程中，融化釜中采用錨式攪拌，溫度控制在60 75 °C，計量泵的轉速控制在10 50rpm。進一步地，當聚醚為聚乙二醇時，融化釜中還通入N2進行保護，N2的通入量為O.5 L 0m3/min。 進一步地，步驟A包括將對苯二甲酸與1，3_丙二醇按物質的量比為1:1. 7 1:1.9加入到酯化反應釜中，并添加酯化催化劑，在240 260°C下進行酯化反應，得到酯化反應產物。進一步地，酯化催化劑為鈦酸酯類化合物，優選為鈦酸四丁酯，添加量為酯化反應的反應物總質量的O. 03 O. 05wt%。應用本專利技術的技術方案的，在縮聚過程中采用長度為5 IOm的縮聚釜，該長度是現有技術通常使用的縮聚釜長度的I. 5 2. 5倍，從而解決了聚對苯二甲酸丙二醇酯與聚醚的共聚物在聚合過程中容易出現反應不完全的現象，影響縮聚反應的效果的問題，使其適應于連續聚合的工藝過程；通過連續聚合的方法制得聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物，避免了間歇聚合方法中容易出現的各批次之間的差異和波動性，保證了產品質量的穩定性，提高了生產效率，可以實現大規模工業化生產。附圖說明構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中圖I示出了本專利技術的工藝流程示意圖。具體實施例方式下面將結合本專利技術實施例，對本專利技術的技術方案進行詳細的說明，但如下實施例僅是用以理解本專利技術，而不能限制本專利技術，本專利技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合，本專利技術可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。在本專利技術一種典型的實施方式中，包括如下步驟A、將對苯二甲酸與1，3_丙二醇加入到酯化反應釜中，進行酯化反應，得到酯化反應產物、將酯化反應產物與換熱器進行熱交換，得到溫度為225 235°C，優選為228 232°C的酯化反應產物熔體；C、將數均分子量為800 2000，優選為1000的聚醚經由熔化釜和計量泵注入管線后，與酯化反應產物熔體一起進入均化混合器，得到混合均勻的混合熔體；D、將混合熔體通入依次串聯的多個縮聚釜，每個縮聚釜的長度為5 10m，進行縮聚反應，制得聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物。由于聚對苯二甲酸丙二醇酯與聚醚的共聚物在聚合過程中粘度較高(通常特性粘數在I. 20dL/g以上)、流動緩慢,在現有技術的3 4m長的縮聚爸中進行縮聚反應,容易出現反應不完全的現象，影響縮聚反應的效果，因此現有技術通常選擇采用間歇聚合的方法來生產。本專利技術的專利技術人在生產實踐中偶然發現，增加縮聚釜的長度可解決共聚物粘度過高不能充分反應的問題。本專利技術提供的技術方案每個縮聚釜的長度為5 10m，該長度是現有技術通常使用的縮聚釜長度的I. 5 2. 5倍，從而解決了聚對苯二甲酸丙二醇酯與聚醚的共聚物在聚合過程中容易出現反應不完全的現象，影響縮聚反應的效果的問題，使其適應于連續聚合的工藝過程；通過連續聚合的方法制得聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物，避免了間歇聚合方法中容易出現的各批次之間的差異和波動性，保證了產品質量的穩定性，提高了生產效率，可以實現大規模工業化生產。本專利技術實施方式的采用聚醚改性的聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物的連續聚合過程中，由于酯化反應產物需要先經過與聚醚的混合過程再進行縮聚反應，因此在酯化反應之后需要將酯化反應產物先與換熱器進行熱交換，目的在于將酯化反應產物熔體溫度降低到225 235°C，優選為228 232°C，以便與聚醚的混合過程順利進行、混合均勻，然后再進入后續的縮聚反應。本專利技術實施方式得到的聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物的熔點在210 2300C，特性粘數為I. 20 I. 40dL/g,拉伸強度為40 80MPa,斷裂伸長率為100 400%，硬度在30 80HA。為了實現本專利技術的技術方案，換熱器在酯化反應釜的出料管處與酯化反應釜相連，優選在酯化反應釜出料管約O. 5米處與酯化反應釜相連。換熱器中通有熱媒進行循環，通常使用熱油，控制熱油進入換熱器入口時的溫度為190 205°C，優選為195 200°C，從而經過熱交換可以將流經出料管的酯化反應產物的溫度控制在225 235°C，優選為228 232°C的范圍。在本專利技術優選的實施方式中，依次串聯的多個縮聚釜包本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物的連續聚合方法，其特征在于，包括如下步驟：A、將對苯二甲酸與1,3?丙二醇加入到酯化反應釜中，進行酯化反應，得到酯化反應產物；B、將所述酯化反應產物與換熱器進行熱交換，得到溫度為225～235℃的酯化反應產物熔體；C、將數均分子量為800～2000的聚醚經由熔化釜和計量泵注入管線后，與所述酯化反應產物熔體一起進入均化混合器，得到混合均勻的混合熔體；D、將所述混合熔體通入依次串聯的多個縮聚釜，每個所述縮聚釜的長度為5～10m，進行縮聚反應，制得聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物。

【技術特征摘要】
1.一種聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物的連續聚合方法，其特征在于，包括如下步驟A、將對苯二甲酸與1，3-丙二醇加入到酯化反應釜中，進行酯化反應，得到酯化反應產物；B、將所述酯化反應產物與換熱器進行熱交換，得到溫度為225 235°C的酯化反應產物熔體；C、將數均分子量為800 2000的聚醚經由熔化釜和計量泵注入管線后，與所述酯化反應產物熔體一起進入均化混合器，得到混合均勻的混合熔體；D、將所述混合熔體通入依次串聯的多個縮聚釜，每個所述縮聚釜的長度為5 10m，進行縮聚反應，制得聚對苯二甲酸丙二醇酯共聚物。2.根據權利要求I所述的連續聚合方法，其特征在于，所述換熱器在所述酯化反應釜的出料管處與所述酯化反應釜相連，控制熱媒進入所述換熱器入口時的溫度為190 205。。。3.根據權利要求I所述的連續聚合方法，其特征在于，所述依次串聯的多個縮聚釜包括第一縮聚釜、第二縮聚釜和第三縮聚釜，所述步驟D包括將所述混合熔體通入第一縮聚釜，控制所述混合熔體的停留時間為20 40分鐘，控制所述混合熔體的溫度為235 240°C ；繼續將所述混合熔體通入第二縮聚釜，控制所述混合熔體的溫度為240 245°C ；繼續將所述混合熔體通入第三縮聚釜，并添加縮聚催化劑，控制縮聚反應溫度為 260 270°C，待特性粘數達...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉伯林，
申請(專利權)人：中國紡織科學研究院，
類型：發明
國別省市：