双螺杆反应器的特性及其在聚合反应中的应用_聚甲醛本体连续聚合装置的探讨

料学 几穿步 双螺杆反应器的特性及其在 聚合反应中的应用 �—聚甲醛本体连续聚合装置的探讨 上海溶剂厂 晨光化工研究院 本文对双螺杆反应器的结构及其特性进行了较为详细的讨论 , 并通过聚甲醛连续聚合工 艺 的 研究及其结果的探讨 , 证明双螺杆反应器是一种行之有效的高效聚合装置 , 可逐步在工业上 推广 试用 。 用双螺杆挤出机作聚合 、 缩聚反应器以 及聚合物干燥装置 , 是聚合工艺上的一个新 成就 。 近几年来 , 国外陆续有所报 导砚� 一‘’。 这种装置具有良好的混合 、 剪切 、 自清理作 用 , 以及能不断地除去低分子产物 , 特别适 宜于连续生产某些特殊要求的聚合物 。 目前 这种反应器在国外已用「于聚酞胺 、 聚醋 、 有 机硅树脂等品种的工业生产中 。 在 “ 中国人 民有志气 , 有能力 , 一定要在不远的将来 , 赶上和超过世界先进水平 ” 的伟大教导鼓午 下 , 上海溶剂厂 、 晨光化工研究院实行厂 、 院结合和工人 、 干部 、 技术人员三结合 , 发 扬 “独立自主” 、 “ 自力更生” 、 “艰苦奋 斗 ” 的革命精神 , 在缺乏和设备加工力 量不足的情况下 , 克服了种种困难 , 研制出 了双螺杆反应器 。 进而对双螺杆反应器的特 性及其在聚甲醛本体连续聚合生产工艺上的 应用作了一些初步探讨 , 证明双螺杆反应器 是一种行之有效的高效聚合装置 , 可进一步 推广试用。 一 、 聚合装置的选择 本体聚合由于溶剂用量少 , 减少了引入 杂质的机会 , 对提高反应速率 , 简化回收操 作均有好处 。 但是由于没有稀释介质 , 聚合 热不易散逸 , 故聚合过程较难控制 , 产物分 子量分布亦较宽 , 影响物理机械性能 。 虽然三聚甲醛开环聚合的聚 合 热 较 小 �约�千卡� 克分子� , 但 由于三氟化硼催化 体系引发聚合快 , 放热集中, 而聚合物导热 系数又小 , 故不利于本体聚合 �见图 � � 。 加之 , 聚合温度对产物分子量影响较大 �图 � � , 在本体聚合中随着设备尺寸的放大 , 传热问题就变得十分尖锐 。 更为突出的是 , 聚甲醛不溶于单体 , 它的熔点高于临界聚合 温度和聚合物分解温度 , 所以在聚合过程中 必然产生相变 , 即反应物先由液态变为奶酪 状半固态 , 然后迅速变为坚韧的固体 , 并牢 牢地粘附于器壁上 , 给实现连续聚合造成困 难 。 �’�� 以 , 一个适宜的聚合设备应当是 � � � � 动态 体系处于运动状态 , 物料 面不断更新 , 强化传热传质过程 。 �� � 自清理 器械各部分 能 互 相 刮 拭 , 避免包轴 、 结壁 。 � � � 连续 变一次引发为连续引发 , 螺杆式 � � � ’等设 备 。 其 中 � � 一 � � � � � � � 和双 螺杆反应器的动态 、 自清理效果较好、 但前 者结构复杂 、 加工困难 � 因此我们采用较简 单的双螺杆反应器 � 二 、 双螺杆反应器的特点 双螺杆反应器是指两根螺杆能互相啮合 的装置 。 两根螺杆不啮合时 , 其作用和单螺 杆一样 , 不具有啮合双味杆的特性。 二在双螺杆反应器中 , 两根螺杆既可反向旋转 , 亦可同向旋转。 反向旋转时 , 物料在 上啮合点汇合产生高压 区 , 然后物料通过缝 隙进入低压区并产生一个径向分力� , 把 螺 杆推向两侧 �图 � � 。 这种反应器具有强烈 的混合、 剪切作用 , 但由于螺杆 间 缝 隙 较 大 , 自清理作用较�’’ 图� � 聚合升温曲线 静态聚合 试验条件 � �� � �引发 单体 �共单体 � 汽油 �催化 剂。 �� � � � � � � � 火 �� 一 � 了� 诱导期 � � 固化期 图� � 反向旋转双螺杆示惫图 双螺杆同向旋转时 , 螺齿起 “劈” 的乍 用 , 迫使物料离开螺槽进入到另一相邻螺槽 中 , 如图 � 那样让物料绕羞两根螺杆作“ � ” 七肠从必阳 图 � � 刀�与聚合温度的关系 静态聚合 试验条件 � � � � �引发 单体 �共单体 �汽油 �催化 剂� �� �� � , � � �� �。” 让集中的大量的反应热分散逸出 , 有利于强 化反应过程 , 提高生产效率和产品质量 。 国外在这方面进行了大量研究工作 , 据 报导 , 仅熔融本体连续聚合反应器就有喷雾 式〔, �、 转鼓式〔� ’、 传送带式〔, ’、 管式〔� , 、 塑 料管式亡� ’、 釜 式仁� � ’、 � � 一� � � � � � � 〔� ‘’、 双 图� � 同向旋转双螺杆示愈图 字形运动 。 所 以螺杆周围不堆集物料 , 具有 良好的自清理作用 � 同时这种反应器没有径 向分力 , 螺杆受力均匀 , 更适合做聚合反应 器 � 同向双螺杆反应器的一个重要特点是具 有 “正位移 ” 泵作用 。 正如螺杆泵一样 , 通 过螺杆间的啮合作用强制地将物 料 推 向 前 进 。 物料往前运动和单螺杆不同 , 与物料对 反应器壁的摩擦力无关 。 摩擦产生的热量较 小 , 随螺杆转速提高 , 厚擦热增加甚微 , 故 反应器各段温度易于控制 , 有利于聚合反应 �图 � � 。 “ 正位移” 泵作用兼有自清理作 用良好和物料在反应器中的停留附间分布较 窄的双重优点 。 因此 , 即使在反应�过程 中物 砂“ 要是在同一螺栖 内 似邻微粒 二 问的 相对位移 而产生的 。 这是一 种剪切力引起的内混合作 用 。 剪切力随螺纹间间隙增大而减小 , 随螺 杆转速提高而增大 。 双螺杆的另一混合作用 主要是由纵向混合产生的 。 对一 对 设 计 合 理 、 具有良好混合作用的双螺杆来说 , 一根 螺杆的螺齿伸入到另 一螺杆的螺槽里 , 把螺 槽内的物料分成二股物流 , 每股物流进入到 二条相邻接的螺槽 内 �如图 � 所示� , 再与 其它螺槽来的物料合并 , 当转到下一个啮合 点时又分成二股物流 。 这样 , 旬转一 圈物料 ‘ � 就要经过两次 “ 分一合 ” 作用 , 经过十圈螺 纹 , 累计混合作用可达 � ’。之巨 。 双螺杆 的 , 混合作用与输送作用之 比 , 与螺 纹 的 侧 面 角 、 螺距 、 啮合深度和螺杆之间及螺杆与筒 壁之间的间隙有关 , 当然还与物料的性质有 � 很大的关系 。 双螺打 纂架 � 礴逮 图� � 螺杆转速与料筒温度的关系 料产生了相变或生成了难 于排除的粘稠胶状 物 , 亦可通过螺杆相互刮拭将物 料 推 向 前 进 , 避免包轴结壁 。 停留时间分布较窄 , 物 料所经历的物理 、 化学变化条件 就 大 致 相 同 , 因此产品质量势必比间隙法均匀 。 事物 总是一分为二的 , 正由于双螺杆具有 “ 正位 移 ” 泵作用 , 物料不能反向流动专 所以充料 系数不能过大。 当加料速度接近或大于螺杆 输送速度时 , 就会导致超载和发生事故。 所 以一般需要备有单独计量的加料装置 , 使加 料速度恒小于螺杆的输送速度 。 双螺杆 中的混合作用是极其复杂的 。 大 致分析起来有逆向和纵向混合 。 逆向混合主 图 � � 纵向混合作用刁� 意图 值得提及的是 , 由于双螺杆 能 互 相 刮 拭 , 物料表面能不断更新 , 故有利 �二从物料 中除去低分子产物 。 在机筒上方开 儿个排气 口 , 采取逐级排气 , 可使反应区 压 力 降 至 � � � �� � � � 左右 , 然后藉螺杆的正向输 送 作 用 , 不断地将产物从低压区输送出来 。 这一 特点对于缩聚反应以及聚合物干燥是特别适 宜的〔, , 〕。 �一 � 正视图 创创创创 礴礴���习一一飞飞�� ������� �一� 顶视图 �一� 螺杆齿 形示意 图 � � 螺杆反应器结构示意由 � �螺杆剖视 � � , � � 钢 锈 钢 � � 杯中溢出 , 流入反应器 中。 此装置适用于由 二氧五环一三氟化硼乙醚络合物引发的聚合 体系 , 长期运转无结壁 、 堵管现象。 钓朽不如勺‘��门人,火�任朽�几‘门二 序号 �名 称 液】丽一蔽 三 、 反应器的结构 本工作所使用的连续聚合装置大致如图 � 所示 , 主要 由混料器 、 机筒 、 螺杆 、 传动 装置四 部分组成 。 �一� 混料器 混料器如图 � 所示 。 � 、 � 分别为催化 剂和单体进 口 , � 为混料杯 , 其容积根据停 留时间 �选定 。 物料在混料杯中充分混合后 由 万万万 图� � 混料器示意图 �二� 机筒 如图 了一 � 所示 , 由三段组装而成 , 加 工装卸比较方便 , 外部为传热夹套。 各段夹 套温度可根据聚合工艺要求而定 。 机筒最好 采用耐腐蚀的硬质合金钢 。 本试验所用材料 为�� 名钢 , 内壁镀铬 。 毛 很大的关系 。 我们曾以 出粉料的 效果 为 依 据 , 选用过三种螺杆 , 其 中 以 下 述螺杆较 好。 结构见图 了一 � , 其中参数为 � � 一 � � , �二 �� , � � �� � � , � �� � � 。 , � 一 � � � , � 一、 � � � , � � � � � � 。 螺杆�的前端 � � �� �� � � 处 , 开有六头倒螺 纹 槽 �见图 � � , 以利于增加混合 、 剪切效果 。 �三� 螺杆 螺杆为反应器的关键部件 。 如前所述 , 螺杆的混合作用 和输送作用与螺杆的结构有 �四 � 传动装里 由齿轮换向器 �图 了一 � � 、 无级变速 器 、 马达组成 。 本试验用 � � �仟瓦马达 带 动 图 � � 螺杆开槽示意 � � 一 � 型无级变速器传动 。 转速可厄根 据需 要变动 。 换向器齿轮模数� 一 � 。 换向 器和 减速器用刚性联轴节联结 。 联轴节上装有保 险销 , 以防 超负荷时损坏设备 。 侧管进入混料器 。 物料在反应器中经受强烈 地混合 、 剪切作用后成粉状聚合物 自出料 口 排 出。 四 、 聚合工艺条件的探讨 �二� 工艺条件 的探讨 � � 催化剂用量对聚合反应的影响 �一� 概述 工艺流程示意如图�� 所示 。 �� 为精单体 储罐 , 夹套充机油并用电热保温 。 底部出 口 装有圆柱形不 锈钢过滤网 , 下接不锈钢针形 阀 。 单体输送管用蒸气导管保温 。 高位精单 体经过滤和转子 流量 计 计 量 后 进 入 混 料 器 �� 。 � 、 � 为二氧五环 、 催 化 剂 溶 �液贮 瓶 , 其上配有插底管和放空管 。 插底管与考 克、 标定管 � 、 � 和计量泵 � 、 � 相接。 标 定管供校正瞬时流量用 。 催化剂溶液和二氧 五环经计量泵进入催化剂配制管混合后进入 混料器 。 催化剂配 制 管 �� 是一容积为� � �的 三通玻璃管 。 二氧五环自底 口进入 , 催化剂 溶液 自上端插底管进入 , 二者扩散混合后由 三聚甲醛开环聚合为离子型聚合反应 , 单体 中的微量杂质往往起作助催化剂和链转 移剂的作用 , 单体质量对聚合反应速度影响 较大 。 因此 , 催化剂用量应因单 体 质 � 量 而 异 。 从图 �� 的变化趋势可以看出 � 催化剂用 量较小时 , 聚合物的对数比浓粘度 叭随催化 剂用量增加而显著提高 , 当催化剂用量超过 一定限度时 , 峥�无明显变化 , 收率亦增加 甚 微 。 因此 , 加大催化剂用量有利于强化反应 过程 , 提高生产效率 。 同时可减少杂质对聚 合反应的影响 。 维持生产稳定 。 但是 , 鉴于 催化剂是聚合物的解聚剂 , 聚合反应不及时 中止容易导致聚合物降解 。 因此 , 催化剂用 量又不宜过大 。 应根据对聚合物叭的要 求 , 适当地加以控制 。 超超级 恒 温 水浴浴 ��� 双双螺杆 反 应 器器 ��� 混混 料 器器 ��� 转转 子 流 量 计计 ��� 过过 滤 网网 ��� 精精 单 体贮 缸缸 ��� 催催化剂 配制 管管 ��� 齿齿 轮 换 向 器器 ��� 无无 级 变 速 器器 ��� 电电 动 机机 ��� 微微 童 定 量 泵泵 ��� 计计 量 管管 ��� 二二氧五 环 贮 �片片 ��� 、、 微 量 定 量 泵泵 ��� 计计 量 管管 ��� 催催化剂溶浪贮瓶瓶 ��� 名名 称称 , 卜 , 厂厂支支支沁为为 图例 书 搅拌马达 卜。 司旋塞阀 � 丁司锥形�或�针形阀—普通管线� � 一 保温管线 一 · 一放空干燥管线 图�� 聚合工艺流程简图 枷确蛋承 �仪� �� �� ,��岭�� 图 �� 催化剂用量与叭收率的关系 聚合条件� 转速� �转�分 反应器各段温度�� 一 ��二�� ’� � � 温度对聚合反应的影响 不少人已经注意到 , 当聚合 体 系 引 发 后 , 及时降低聚合温度能显 著 地 提 高分子 量 。 这一方面是降温能减少杂质引起分子量 降低的链转移反应 , 另一方面当聚合体系降 温时 , 聚合度不大的活性中心形成晶核 , 三 聚甲醛环绕它结晶 , 一面结晶 , 一面聚合 , 杂质被排除在结晶之外 , 因此有 利 于 钮 增 长 。 基于这一认识 , 我们将反应器分为混料 段 , 引发予聚段 , 后聚降温段进行了试验。 混料段 � 由混料器组成 , 此段温度受三 聚甲醛凝固点 、 二氧五环沸 侧浪制 , 一般控 制在 � � 、 � � “� 。 引发予聚段 � 由反应器夹套 第 一 段 组 成 , 宜 � 试验表明此段温度 控 制 在 �� 、 � � � �为 后聚降温段 � 由夹套第二 、 止段组成 , 其温度变化对聚合反应的影响坡大 , 如表 � 表 � 后 聚 段 温 度 与叭 、 收 率 的 关 系 ’’ � ��� 刀��� � ‘· ���� 卜讨一 ‘竺一一一…一 么可一一������������������������� � ���收收收率多多 �������� ������ 冲��� � � � ��� � � � ��� � � ���� ����������������������������������������收收收率多多 ���� ������ ����������������� � ��������������������������������������� 叮����� � � � ��� � � 石��� 收收收率男男 。� ��� 。。 …… ���� 巫巫二二口宣罗… 一…一二 � �…二� 刀‘ � � · �� �一 ‘ � � � · � � � � · ���� �—一— �—一 � 万� � � 一 � � 一� � �� 一—一�一一卫些哩一一一一卜� 少� 一 �一竺� � 一卜�型 一� , , � � · �遵 � � · � � � � · ��洲 �— �— �— ��——�一一坚翌� 一一�一少�一 ���一竺一一‘�一竺一 � �� 叮, � � · �� � � · � � � � ·石��� 。 �—�—一�— �一—一� 叹平, � �� � � � 】 ��聚合条件 � 转速 �� 转�分 , 进料里 � �盯小时 二氧五环 � 拓 � 催化剂浓度 � � � � � ���� � � 所示。 从表 � 可以看出 , 随后聚 段 温 度 降 低 , 产物粘度显著升高。 当催化剂用量较小 时 , 这种趋势更为明显 。 因此 , 确证降低后 聚段温度是提高聚合物粘度的一 种 有 效 手 段 。 � � 溶剂对聚合反应的影响 在本体连续聚合中 , 为了便于连续 、 精 确地计量和有利于催化剂在单体中分散 , 仍 需加入适当种类和用量的溶剂以配成催化剂 溶液 。 我们 曾以聚合物粘度 、 收率为指标对 二 氯乙烷 、 环己烷 、 溶剂汽油 、 石油醚 、 正 丁醚 、丙酮 、苯 、二氧六环进行了筛 选〔卫‘、“’, 认为环 己烷 、 石油醚 、 二氯乙烷是比较适用 的溶剂 , 可视各厂具体情况选用 。 试验表明 , 溶剂用量在 � 拓、 � 多 �以 单体重量计 � 范围内 , 对聚合物粘度无显著 影响 , 聚合收率则随用量增加略有降低 。 如 表 � 所示 。 表� 溶剂用盆与叭 、 收率的关系 卿一色少一卜…二乓一…一些一”,遨 竺卫二…竺兰迎一�里二燮一黔竺�收 率 , …� � , � � …� � , 习� � �� , �� 图12 停留时间分布 4 . 停留时间对聚合反应的影响 在双螺杆反应中 , 物料的停留时间不仅 与螺杆转速和长度有关 , 而且与物料状态有 关 。 料 物粒度不同 , 停留时间亦异 。 我们在 聚合反应过程中 , 引入不同粒度的物料作标 记 , 测得停留时间的分布大致如图12 所示 。 根据图12计算 , 当物料粒度小于 10 0目时 , 物 料基本上是沿 “ 8 ” 字形轨迹前进的 。 物料 表3 转 速 与叭 、 收 率 的 关 系 (一) 转转 速 (转/分))) l000 l念念 l444 l666 粘粘 度 ( , i ))) 1 . 7 5 , 1 . 6 000 1 . 7 0 , 1 . 肠222 1.盛0 , 1 . 5 000 1 . 5 7 , 1 . 7 222 88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 3 , 8 000收收 率 (多))) 82 , 8 555 8 7 , 8 777 8 3 , 8 33333 聚合条件: 催化剂用量 80 P P M . 聚合温度防一34 一34 .C . 加料量 6 kg/小时 (二) 转 速 (转/分) 粘 度 (刀i) 3 6 , 1 . 4 2 5 2 . 1 . 5 5 8 7 . 1 . 7 5 9 0 , 2 . 0 6一丽一蔺一一不爵一}一 .而-石一一…一而一…ha 扇 _ :一…一‘公一“一 聚合条件: 催化荆用量60 P P M . 聚合温度66 一10 一B’ C . 加料量 6 k g /小时. 为20 目时 , 是介于 “ 8 ” 字形和单螺纹之间 的轨迹前进的 。 物料为月牙形固块 时 , 基本 上是沿单螺纹前进的 。 因此 , 设 计 反 应 器 时 , 应考虑 到物料状态对停留时间的影响 。 当物料状态 、 螺杆长度一定时 , 停留时 间是转速的函数 , 故可直接用转速表示 (见 表 3 ) 。 从表 3 看出 , 当催化剂用量较大 , 聚合 温度较高时 , 转速对叭、 收率无明显影 响 , 反之 , 对刀i影响比较显著。 这与我们静态小 试验结果一致〔15 ’。 许多人已注意到 这 一 现 象 , 并作了一些理论上的解释 。 6 . 加料速度对聚合反应的影响 从双螺杆的特性可知 , 加料速度必须恒 小于螺杆的输送速度 , 否则会 发 生 停转事 故 。 故双螺杆又有 “饥饿螺杆” 之称 。 由于 加料速度与螺杆转速 、 物料 状 态 有 关 , 因 此最佳加料速度应视具体情况确定 。 当转速 为10 转/分 , 聚合物假比重约为 0.5 公斤/升 的细粉料时 , 加料速度与叭 、 收率的关系大 致如表 4 所示 。 从上表看出 , 聚合物的叭 、 收率随加料 速度增加无明显变化 。 当加料速度增至 12 公 斤/小时 , 螺杆负荷陡增 , 保险销被 剪 断 , 反应器停止运转 。 因此 , 较佳加料速度为 8 公斤 /小时左右 。 同法测得 , 转速为16 转/分 时 , 较佳加料量约为12 公斤/小时。 6 . 聚合物成粉情况的影响因素 双螺杆具有强烈的混合、 剪切作用 。 物 料在反应中开始为液相 , 进而变为奶酪状 , 表 4 加 料 速 度 与 叭 、 收 率 的 关 系 加 料 速 度 (公斤/小时) 粘 度 (刀i) 收 率 (多) 充 料 系 数 f 螺 杆 运 转 情 况 …一 一 兰一一一…-一一 1 - 一‘ 一…1 ‘· 4 6 , ‘·遵5 … ’· 5 5 , ’· 6 , { { 8 , , 8 , } 8 2 , 8 0 {… 0· ”‘0 · 6 { 。· “”0 · 7 …】 正 常 】 正 常 { .41 , 1 . 4 9 8 8 , 8 4 0 . 8 ”0 , 9 正 常 、 1 负荷陡增.保险销断 最后形成粉料 。 成粉情况与螺杆结构和聚合 速度有关 。 1 ) 螺杆结构对成粉情况的影响 在本试验 中 , 选用过三种螺杆 , 其几何 参数如表 5 。 第一种螺杆螺距大 , 啮合浅 , 因此混合、 剪切作用差 。 产物为顺着螺杆推出的月牙形 固块 , 几乎没有粉料 , 但自清理作用恨好 , 无任何结壁现象 , 设备负荷较轻 , 用一千瓦 电动机即能带动 。 第二种螺杆螺距小 , 啮合深 , 间隙较大 , 成粉情况较上有所改善。 但由于间歇大 , 在 表 5 螺 杆 参 数 一 览 表 螺 杆 参 数 (见图7一妇 三 一…一二-一仁竺 …一‘匕上一卜兰一阵卫一65 { “。 … 8· 5 ! · ‘5 ’ 7 · 8 6 1 8 0 0 ‘ 《 o , 3 7 5 】 ‘6 { · ‘吕· 5 … 15“ · 2 · 0 { “ 60 …”· 5 “‘7 5 」_ _‘6 { ’8 · 5 { ’5 ’ . 2 · 5 } ’‘6。 … 0· 5 螺纹未互相刮拭到的地方为聚合物所复盖 , 于是聚合物间发生摩擦 , 设备噪声和负荷均 较大 。 第三种螺杆 , 在螺杆上开 了 6条螺旋形 槽 , 旋向与螺杆相反 , 开槽增加了混合、 剪 切作用 , 故成粉情况显著改善 , 基本上全系 粉料。 螺旋形槽受力均匀 , 较开直槽所产生 的噪声为小 , 反应器运转亦比较平稳 。 2 ) 反应速度对成粉情况的影响 反应速度越慢 , 成粉情况越好 , 相反 , 反应速度越快 , 聚合收率越高 (> 85 终) , 则成粉效果越差 。 此外充料系数、 转速对成粉情况也有一 定的影响 , 但不居主要地位〔“ , 。 ( 二) 热失孟比较 等速升温失重曲线由 O R K 型 热天秤仪 自动测定 , 升温速率6 “ C / 分 。 从表 6 和图“ 表 6 旅合方式对热失皿的影晌 \ 嘿 \”(斌 ‘” , 扣料 }连笋聚、 } 合料\ { 间歇聚合料 西德料0 0 l 2 7 151 39 0 l 2 4 8 1l 20 0 l 2 7 l5 30 五 、 攘合物的物理机械性能‘ ( 一) 分子 , 分布 由于双螺杆反应器有良好的 自清理作用 和强烈的混合 、 剪切作用 , 物料在反应器内 的停留时间分布较窄 , 所经受的物理 、 化学 变化大致相同 , 所以 分子量分布应该比间歇 静态聚合产物窄 。 图13 表明 , 这种认识是正 确的。 由于聚合物分子量分布较窄 , 故成型 加工性能有所改善。 表现在造粒时流动性较 好 , 出条均匀、 稳定 。 图14 聚合方式对热失重的彩响 升温速度6.C /分 . —连聚料 O —西德料 x ·一 间歇法料 劳— 李/ 二夕竺竺 竺逛竺二二二子 J / , , ‘ ‘. . ~ ~ ~ ‘ 承万宁 。 分子童分布曲线 一-一一双螺杆连聚料 图. x - - , 一 间歇静态聚合料 O 一。一 。一西德料 可 以看出 , 连续聚合产物较间歇静态聚合产 物分解 l万的温度高 10 “ C 左右 。 2 2 2 “ C 时 1 小时热失重均< 1.5终 (三) 聚合物的机械性能 聚合物熔融指数 M l娜50 的 物理机械性能如 衰7 旅 ‘ 合 物 万物 .理 ’机 械 性、 能 , { { 实 测 数 据 试 验 项 目 ! 单 位 卜一一一一一一一一一一 , 一门一一 }— }试 验 方 法 }一__ _少 】 , ‘ 据 | 一!…一谢.1. ..一或处…f匡夕”此歇..、沁, .一叙聚 合 方 式拉 伸 屈 服 强 度拉 伸 断 裂 强 度伸 长 率弯 曲 强 度弯 曲 弹 性 模 盘压 缩 强 度冲 击强 度 (无缺口)冲 击 强 度 (有缺 口) 数 】 . , ‘ 据 间 歇 · { 连 续 k叮em , G B 1 0 4 0 一70 男 kg/em Z k g一e m / e m Z k g / m m , ℃ G B 10 4 1一70 G B 1043es 7 0 D IN 53450 G B 1035一70 580 470 62 940 17800 090 150 20 ll 54 5, 仓 盛6 0 66 9 10 17 60 0 7 10 2 10 2 8 11 .12 52 度热一硬耐一丁一氏布马一 住::测试温度21.C . 相对湿度般拓 (此表数据由上海胜德塑料厂代测, 表 7 。 需要提及的是 , 在聚合物生产过程中 , 影响机械性能的因素很多 , 如 反 应 物 的配 比、 分子里大小 、 后处理以及成型加工条件 等对伸长 、 冲击强度均有较明显的影响 。 因 此 , 上列数据只有相对比较意义 , 从上表看 出连续聚合产物性能不劣于间歇聚合产物 。 情况随时加以调整 , 在单体质量不太稳定的 情况下提高产品的合格率、 同时可根据需要 生产不同规格的产品 。 5 . 双螺杆反应器目前无较完善的理论 来做指导 , 所以和放木尚凭经验 , 合适 的螺杆构型和放大效果还有待进一步试验 , 六 、 结 束 语 [1] ,.J,胜J咤eeJ,曰心UJ吸一l.Jr.LLesL 1 . 试验表咀 , 双螺杆反应器具有良好 的 自清理作用 , 用于三聚甲醛本体聚合可以 达到动态 、 自清理 、 连续的 目的 。 产物性能 较好 , 可逐步向较大规模的工业生产推广采 用 。 2 . 双螺杆反应器具有强烈的混合 、 剪 切作雨 , 散热条件较好 , 故能强化反应条件 , 缩短反应时间 , 使聚合能在 6 一 lD 分钟内完 成 , 从而提高了生产效率。 一台试验 用 必75 毫米双螺杆反应器生产能力可达 和 吨/年左 右 。 3 . 用双螺杆进行 连 续 聚 合 , 流程简 单 , 操作方便 , 同时反应是在密闭系统中进 行 , 能降低劳动强度 , 改善劳动条件。 4 . 在生产过栓中 , 聚合条件可视生产 。‘ 1 2 · 参 考 资 ’ 料 . Polym er P re P rin怜 , 1 9 7 2 , 1 3 ( 1 ) , 3 9 7 一如2. ‘ 二 , M o d . P l a s t . , 1 9 曲 , 4 6 ( 8 ) , 7 0 . s P E . J . , 血71, ’仓啼(1 ) , 5 5 W e r in e r ‘该n d 一F ou r一S毛rew P fleid er e, ‘ Co . , 豁梦一leaoing 氏 · , o 一at瓜和9 E xtr, 而r , 一 , · [ 6 ] V , 5 . P . , 3 , 0 3 3 , ; ‘ 6 1 7 . : [ 6 〕 F r., l , 5 7 7 , 8 8 0 . [ 7 ] U . S . P 二 2 , 9 8 2 , 书5 8 . [ 8 J B eig 、 , 6 1 3 , 8 0 2 . [ 9 ] B r i t . , l , 0 2 4 . 5 3 8 . [ 1 0 ] 日特昭 , 4 4 一00079. 〔11] U . S . P 二 3 , 2 5 遨, 0 5 3 . [ 1 2 ] F r . , l , 5 0 8 . 4 4 0 . 〔13〕 J . A ppl. Pol了. S ei 二 1 9 6 8 . 1 2 . 2 4 0 3 . 【14〕 上海溶剂厂 、晨光化工研究院 、 聚甲醛 本体连续聚合工艺研究 (专题资 料)[l 5] 晨光化工研究院. 来甲醛遂续琪合辅 助试验报告 (专题资料)