CN102481542A - 用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器及使用该聚合反应器制备高吸水性聚合物的方法 - Google Patents
用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器及使用该聚合反应器制备高吸水性聚合物的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102481542A CN102481542A CN2010800392417A CN201080039241A CN102481542A CN 102481542 A CN102481542 A CN 102481542A CN 2010800392417 A CN2010800392417 A CN 2010800392417A CN 201080039241 A CN201080039241 A CN 201080039241A CN 102481542 A CN102481542 A CN 102481542A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- high water
- water absorbency
- monomer composition
- absorbency polymer
- polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 229920000247 superabsorbent polymer Polymers 0.000 title abstract 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 132
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 103
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 181
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 143
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 claims 1
- 239000004583 superabsorbent polymers (SAPs) Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 48
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 22
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 14
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 12
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 9
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N alpha-methacrylic acid Natural products CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- -1 2-acryloyl ethane sulfonic acid (2-acryloylethane sulfonic acid) Chemical compound 0.000 description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 5
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 5
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4-dimethylphenyl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1=CC=C(C)C=C1C UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LEJBBGNFPAFPKQ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-prop-2-enoyloxyethoxy)ethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCOCCOC(=O)C=C LEJBBGNFPAFPKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- INQDDHNZXOAFFD-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-prop-2-enoyloxyethoxy)ethoxy]ethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCOCCOCCOC(=O)C=C INQDDHNZXOAFFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 2-methoxyethyl acetate Chemical compound COCCOC(C)=O XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VFZKVQVQOMDJEG-UHFFFAOYSA-N 2-prop-2-enoyloxypropyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OC(C)COC(=O)C=C VFZKVQVQOMDJEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N Acetophenone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC=C1 KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N Sodium methoxide Chemical compound [Na+].[O-]C WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JNELGWHKGNBSMD-UHFFFAOYSA-N xanthone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3OC2=C1 JNELGWHKGNBSMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MSAHTMIQULFMRG-UHFFFAOYSA-N 1,2-diphenyl-2-propan-2-yloxyethanone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(OC(C)C)C(=O)C1=CC=CC=C1 MSAHTMIQULFMRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YHMYGUUIMTVXNW-UHFFFAOYSA-N 1,3-dihydrobenzimidazole-2-thione Chemical compound C1=CC=C2NC(S)=NC2=C1 YHMYGUUIMTVXNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZDQNWDNMNKSMHI-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2-prop-2-enoyloxypropoxy)propoxy]propan-2-yl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OC(C)COC(C)COCC(C)OC(=O)C=C ZDQNWDNMNKSMHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxyethoxy)ethanol Chemical compound COCCOCCO SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ICGPITWMYPJKHF-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxybut-2-enoic acid Chemical compound CCOC(=CC)C(O)=O ICGPITWMYPJKHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FLFWJIBUZQARMD-UHFFFAOYSA-N 2-mercapto-1,3-benzoxazole Chemical compound C1=CC=C2OC(S)=NC2=C1 FLFWJIBUZQARMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQZJOQXSCSZQPS-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-1,2-diphenylethanone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(OC)C(=O)C1=CC=CC=C1 BQZJOQXSCSZQPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AUZRCMMVHXRSGT-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropane-1-sulfonic acid;prop-2-enamide Chemical compound NC(=O)C=C.CC(C)CS(O)(=O)=O AUZRCMMVHXRSGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AEYSASDBPHWTGR-UHFFFAOYSA-N 4-oxohex-5-ene-3-sulfonic acid Chemical compound CCC(S(O)(=O)=O)C(=O)C=C AEYSASDBPHWTGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQBYBPAPSIWHCE-UHFFFAOYSA-N 5-(dimethylamino)-2-methylpent-2-enoic acid Chemical compound CN(C)CCC=C(C)C(O)=O BQBYBPAPSIWHCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ULLLJOGNYWAUJL-UHFFFAOYSA-N 5-hydroxy-2-methylhex-2-enoic acid Chemical compound CC(O)CC=C(C)C(O)=O ULLLJOGNYWAUJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLJPYVCXZZJINB-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-4-oxohex-5-ene-3-sulfonic acid Chemical compound CCC(S(O)(=O)=O)C(=O)C(C)=C SLJPYVCXZZJINB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N Aziridine Chemical compound C1CN1 NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SFTGDDVRRQWIAD-UHFFFAOYSA-N C(C(=C)C)(=O)CCS(=O)(=O)O.CC(C(=O)CCS(=O)(=O)O)=C Chemical compound C(C(=C)C)(=O)CCS(=O)(=O)O.CC(C(=O)CCS(=O)(=O)O)=C SFTGDDVRRQWIAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012965 benzophenone Substances 0.000 description 1
- 229930188620 butyrolactone Natural products 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N crotonic acid Chemical compound C\C=C\C(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 1
- OCCBETZKBJOAMB-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone;cyclopentanone Chemical compound O=C1CCCC1.O=C1CCCCC1 OCCBETZKBJOAMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- CATSNJVOTSVZJV-UHFFFAOYSA-N heptan-2-one Chemical compound CCCCCC(C)=O CATSNJVOTSVZJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKAJVHLWXSISD-UHFFFAOYSA-N isobutyramide Chemical compound CC(C)C(N)=O WFKAJVHLWXSISD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- AFRJJFRNGGLMDW-UHFFFAOYSA-N lithium amide Chemical compound [Li+].[NH2-] AFRJJFRNGGLMDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIAPCJWMELPYOE-UHFFFAOYSA-N lithium hydride Chemical compound [LiH] SIAPCJWMELPYOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000103 lithium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001427 mPEG Polymers 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QENDLNJWYIFMIM-UHFFFAOYSA-N n-[3-(dimethylamino)propyl]-n-methylprop-2-enamide Chemical compound CN(C)CCCN(C)C(=O)C=C QENDLNJWYIFMIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YPHQUSNPXDGUHL-UHFFFAOYSA-N n-methylprop-2-enamide Chemical compound CNC(=O)C=C YPHQUSNPXDGUHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- BDAWXSQJJCIFIK-UHFFFAOYSA-N potassium methoxide Chemical compound [K+].[O-]C BDAWXSQJJCIFIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diol Chemical class CCC(O)O ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000009938 salting Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- ODZPKZBBUMBTMG-UHFFFAOYSA-N sodium amide Chemical compound [NH2-].[Na+] ODZPKZBBUMBTMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012312 sodium hydride Substances 0.000 description 1
- 229910000104 sodium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012719 thermal polymerization Methods 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N trans-crotonic acid Natural products CC=CC(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
- B01J19/20—Stationary reactors having moving elements inside in the form of helices, e.g. screw reactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
- B01F27/70—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/123—Ultraviolet light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
- C08F2/48—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00761—Details of the reactor
- B01J2219/00763—Baffles
- B01J2219/00779—Baffles attached to the stirring means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
- B01J2219/182—Details relating to the spatial orientation of the reactor horizontal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/19—Details relating to the geometry of the reactor
- B01J2219/194—Details relating to the geometry of the reactor round
- B01J2219/1941—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped
- B01J2219/1943—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped cylindrical
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
本发明提供了一种用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器，所述聚合反应器包括：反应单元；单体组合物供应单元，该单体组合物供应单元与所述反应单元连接并供应含有单体、光引发剂和溶剂的单体组合物溶液；搅拌轴，该搅拌轴从与所述单体组合物供应单元连接的反应单元的一端至反应单元的另一端连接在反应单元；多个安装在所述搅拌轴周围的搅拌桨片；以及光照单元，该光照单元向由单体组合物供应单元供应的单体组合物溶液提供光线。并且本发明还提供了使用所述聚合反应器制备高吸水性聚合物的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器及使用该聚合反应器制备高吸水性聚合物的方法。具体而言，本发明针对一种用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器及使用该聚合反应器制备高吸水性聚合物的方法，其中在高吸水性聚合物的聚合中，均匀照射的光确保了聚合反应的均匀性，这可以保证高吸水性聚合物的质量，并可以提高生产率。
背景技术
高吸水性聚合物(SAP)是一种能够吸收其自身重量500至1000倍的水分的合成高分子材料。许多制造商已经以不同的名称来命名它，如“超级吸水性材料”(“Super Absorbency Material”，SAM)或“吸水凝胶材料”(“AbsorbentGel Material”，AGM)。自从这种高吸水性聚合物开始实际用于卫浴产品，其已被广泛用于卫生用品(如儿童使用的一次性尿布)、园艺土壤的保水的产品、土木工程和施工的防水材料、育苗片(sheets for raising seedling)、食品配给领域的保鲜剂和膏药材料等。
高吸水性聚合物通常可以通过聚合单体成树脂并随后干燥和研磨而制成粉末状。
在高吸水性聚合物的制备过程中，聚合单体的步骤对确定聚合物的性质至关重要。对于这样的聚合方法，现有技术中已知的有反相悬浮聚合、热聚合和光聚合。其中，某些光聚合方法包括将聚合物的单体组合物放置在输送带(belt)上并从顶部对其进行光照，从而聚合单体组合物。
然而，在如上所述的聚合中，照射量可能随单体组合物的深度而改变，造成根据位置的不均匀的聚合度。例如，当将具有预定厚度的单体组合物放置在输送带上，靠近光源的单体组合物的顶部获得较多的光线照射，从而发生相对过度的聚合。相比之下，位于远离光源的单体组合物的底部未能确保足够的光线照射量，从而使聚合反应不能充分进行并残留下未聚合的单体。在这种情况下，高吸水性聚合物的性能劣化。为了解决这些问题，可以根据单体组合物溶液的位置改变光强度或光照射时间，但这一方式会使工艺更加复杂，并导致较长的处理时间，降低了生产率。
发明内容
发明目的
本发明提供了一种用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器，其可以提高生产率并改善高吸水性聚合物的性能，并且还提供了使用该聚合反应器制备高吸水性聚合物的方法。
技术方案
本发明提供了一种用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器，所述聚合反应器包括：反应单元；单体组合物供应单元，其与所述反应单元连接并供应含有单体、光引发剂和溶剂的单体组合物溶液；搅拌轴，该搅拌轴从与所述单体组合物供应单元连接的所述反应单元的一端至反应单元的另一端连接在反应单元；多个安装在搅拌轴周围的搅拌桨片；以及光照单元，其向由所述单体组合物供应单元供应的单体组合物溶液提供光线。
所述光照单元可以与搅拌轴的一部分重叠，其中光照单元可以与搅拌轴总长度的1至40％重叠。在搅拌轴与光照单元之间的重叠部分内会发生单体的聚合。
所述光照单元可以0.1至10mw/cm2光强度的UV射线照射组合物。
所述光照单元可包括位于单体组合物供应单元和搅拌轴之间的第一光照单元。
所述光照单元可进一步包括设置为与搅拌轴的一部分重叠的第二光照单元，其中所述第二光照单元可与搅拌轴总长度的1至40％重叠。
所述光照单元的外壁材料并无特别限制，但其可以由具有对350nm波长的光至多20％光吸收率的任何材料制得，例如玻璃或聚碳酸酯。
此外，本发明提供了一种制备高吸水性聚合物的方法，该方法包括以下步骤：制备含有单体、光引发剂和溶剂的单体组合物溶液；和使用所述聚合反应器使所述单体组合物溶液进行光聚合。
可以在单体组合物溶液的流动状态下进行光聚合。
在光聚合中，可以用具有每单位面积0.1至10mw/cm2光强度的UV射线照射所述单体组合物溶液。
制备高吸水性聚合物的方法可以进一步包括步骤：在光聚合后研磨光聚合的高吸水性聚合物。
现在，参考图1来说明根据本发明的一个实施方式的用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器。
图1为说明根据本发明的一个实施方式的用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器的示意图。
根据图1，聚合反应器100包括单体组合物供应单元P1、反应单元P2和研磨单元P3。
单体组合物供应单元P1包括用于供应高吸水性聚合物原料的多个原料供应单元A、B、C，和用于供应溶剂的溶剂供应单元D。
在此，高吸水性聚合物的原料可以为，例如单体、用于中和单体的碱性化合物、光引发剂、交联剂和各种添加剂，并且只要可以溶解原料，则溶剂并无特别限制。尽管在图1中示出了三个原料供应单元A、B和C，但是本发明并不限于此并且可以根据原料的量改变为不同方式。
使高吸水性聚合物的原料与溶剂在混合单元S中均匀混合，以制备单体组合物溶液，然后将其输送至反应单元P2.
反应单元P2可以为具有预定空间的圆柱体形、椭圆柱形或多边柱形，其在一端装配有从单体组合物供应单元P1流入(run)的入口(未示出)以供应溶液，并且在另一端装配有能够在反应单元P2中反应结束后向研磨单元P3输送高吸水性聚合物的出口(未示出)。
反应单元P2中配置有从与单体组合物供应单元P1连接的一端至另一端连接在反应单元P2的搅拌轴50以及多个安装在搅拌轴周围的搅拌桨片55，并且搅拌轴50可以与搅拌电机51连接并被其驱动。
反应单元P2包括用于单体组合物溶液聚合以生产高吸水性聚合物的部分，和干燥聚合的高吸水性聚合物或使其进行第一次研磨的部分，其中搅拌轴50可以在聚合步骤或干燥(或第一次研磨)步骤中从一端至另一端且上下地搅拌单体组合物溶液。
在反应单元P2的内部或外部配置有光照单元45。光照单元45照射约100至400nm范围的UV光线，以引发单体组合物溶液的光聚合。当在反应单元P2的外部配置光照单元45时，光照单元45和反应单元P2可以由透明材料(例如玻璃)制造，这样从光照单元45发射出的光线可以充分到达单体组合物溶液。与之对应的光照单元45或透明反应单元P2的外壁材料并无特别限制，但可以由对350nm波长的光具有至多20％光吸收率的任何材料制得，例如玻璃、石英或聚碳酸酯。
光照单元45的照射量可以根据反应单元中高吸水性聚合物的原料量或单体组合物溶液的流速而变化，但优选以0.1至10mw/cm2的光强度照射。
单体组合物溶液中所含单体在光照单元45与搅拌轴50重叠的部分聚合。优选地，光照单元45与搅拌轴50总长度的1至40％重叠。
当含有由单体组合物溶液聚合得到的高吸水性聚合物的组合物继续用搅拌轴50和搅拌桨片51搅拌时，可以除去至少部分残留在组合物中的溶剂，例如水。为此，可以在80至200℃的温度下进行干燥步骤20至120分钟，其中可以通过蒸汽除去单元将溶剂排出。
在如上所述的高吸水性聚合物的聚合中，用搅拌轴50和搅拌桨片55从一端至另一端且上下地搅拌单体组合物溶液，以不断改变其位置。因此，可以防止不均匀的聚合，其中，位于靠近光照单元45部分的单体组合物溶液获得较大量的光线照射而发生过度聚合，同时远离光照单元45的其它部分未能获得足够的光线照射量而无法完成聚合。这可以实现单体的均匀聚合，因此降低了高吸水性聚合物中的残留单体量、降低了例如低分子量聚合物等的水溶性组分的量(可提取量(the extractable content))，因此可以改善高吸水性聚合物的性能。
另外，用搅拌轴50和搅拌桨片51从一端至另一端且上下地搅拌获得的高吸水性聚合物，同时从其中除去溶剂。因此，可以避免溶剂残留在高吸水性聚合物内部而仅从其表面除去的问题，从而实现均匀干燥。而且，可以用搅拌桨片51使高吸水性聚合物进行一定程度的第一次研磨。
进一步，由于无需为了防止不均匀聚合和不均匀干燥而改变光强度或光照时间，因此可以避免复杂工艺和缩短处理时间，从而提高了生产率。
在反应单元P2中聚合的高吸水性聚合物可以排入研磨单元P3，以被切割或研磨地更细小。
现在，参考图2来说明根据本发明其它实施方式的制备高吸水性聚合物的聚合反应器。
图2为说明根据本发明其它实施方式的用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器的示意图。
根据图2，如上述实施方式，聚合反应器100包括单体组合物供应单元P1、反应单元P2和研磨单元P3。
由于所述单体组合物供应单元P1与前述实施方式中的相同，在此略过对其的说明。
反应单元P2包括具有多个光照单元45的部分，所述光照单元45向流动态的单体组合物溶液照射光线；并且还包括在用搅拌轴50和搅拌桨片55搅拌含有由光聚合得到的高吸水性聚合物的组合物的同时进行另外的聚合和干燥或第一次研磨的部分。由此，可以用供应阀48控制各个部分。
此时，单体组合物溶液可以被分成至少两部分进行聚合。这可以降低每个光照单元45进行聚合的单体组合物溶液的量，这样可以提高光聚合的均匀性。此外，光照单元45可以被安置在用于制备高吸水性聚合物的单体组合物溶液的上面和下面，以便用光线照射组合物，并因此可以进一步提高单体组合物溶液的聚合均匀性。
在反应单元P2中聚合得到的高吸水性聚合物可以排入研磨单元P3中以被切割或研磨地更细小。
下面，参考图3来说明根据本发明其它实施方式的制备高吸水性聚合物的聚合反应器。
图3为说明根据本发明其它实施方式的用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器的示意图。
根据图3，如上述实施方式，聚合反应器100包括单体组合物供应单元P1、反应单元P2和研磨单元P3。
由于所述单体组合物供应单元P1与前述实施方式中的相同，在此略过对其的说明。
与前述实施方式不同，反应单元P2包括两个光照单元45。
第一光照单元45a为这样的部件：在该部件中，用光线照射由单体组合物供应单元P1提供的流动态的单体组合物溶液并进行聚合。第二光照单元45b为配置为与搅拌轴50重叠的部件，其中，单体组合物溶液在用搅拌轴50和搅拌桨片55搅拌的同时进行聚合。第二光照单元45b优选与搅拌轴50总长度的1至40％重叠。
如上所述，对流动态的单体组合物溶液照射光线的步骤和用光线照射单体组合物溶液并对其搅拌的步骤可以进一步提高聚合度和聚合均匀性，因此改善了高吸水性聚合物的性能。
在反应单元P2中聚合的高吸水性聚合物可以排入研磨单元P3，以被切割或研磨地更细小。
下面，将对采用前述用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器制备高吸水性聚合物的方法进行解释说明。
根据本发明的一个实施方式制备高吸水性聚合物的方法包括以下步骤：制备含有高吸水性聚合物的原料的单体组合物溶液；和根据本发明的实施方式采用用于光聚合的聚合反应器使单体组合物溶液进行光聚合。
高吸水性聚合物的原料可以包括单体、用于中和单体的碱性化合物、光引发剂、交联剂和各种添加剂。
在高吸水性聚合物的生产中可以使用任何典型可用的单体而没有限制。对此，可以使用选自阴离子单体及其盐、非离子亲水单体、和含有氨基的不饱和单体及其季铵化的化合物中的至少一种。
具体而言，优选可以使用选自以下中的至少一种：阴离子单体及其盐，例如(甲基)丙烯酸、无水马来酸、富马酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯酰乙烷磺酸(2-acryloylethane sulfonic acid)、2-甲基丙烯酰乙烷磺酸(2-methacryloylethanesulfonic acid)、2-(甲基)丙烯酰丙烷磺酸(2-(meth)acryloylpropanesulfonic acid)或2-(甲基)丙烯酰胺2-甲基丙烷磺酸；非离子亲水单体，如(甲基)丙烯酰胺、N-取代(甲基)丙烯酸酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯或聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯；和含有氨基的不饱和单体及其季铵化的化合物，如(N，N)二甲氨基乙基(甲基)丙烯酸酯或(N，N)二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺。
更优选地，可以使用丙烯酸或其盐，这些单体的使用可以更经济地制造高吸水性聚合物，同时提高了高吸水性聚合物的吸收性。
单体的含量可以为单体组合物溶液总量的20至60重量％。当单体的含量在上述范围内时，由此制备的高吸水性聚合物的性能可以进一步改善，并且高吸水性聚合物的制备工艺可以更方便。
对于碱性化合物，只要当其溶于水呈现碱性，则可以使用任何化合物而无限制。作为该碱性化合物的例子，可以由选自以下中的任意一种制得：碱金属氢氧化物，例如氢氧化钾和氢氧化钠；氢化物，如氢化锂和氢化钠；氨基化合物，如氨基化锂、氨基化钠和氨基化钾；醇化合物，如甲醇钠和甲醇钾；及其任意组合。
碱性化合物的含量可以为单体组合物溶液总量的7至20重量％。当含量在上述范围内时，碱性化合物可以适当地中和单体，从而进一步改善单体组合物在水中的溶解性，并且由该单体组合物获得的高吸水性聚合物可以具有如吸收性等的更好的性能。
作为光引发剂，只要其能够由例如UV射线的光产生自由基，则可以使用任何化合物而无限制。作为光引发剂，可以单独使用选自二苯甲酮、氧杂蒽酮、噻吨酮、苯乙酮、乙基蒽醌、2-巯基苯并噻唑、安息香甲醚、安息香异丙醚、2-巯基苯并噁唑(2-mercapto benzooxazolyl)和2-巯基苯并咪唑中的任何一种，或上述两种或多种化合物的组合。
光引发剂的含量可以为单体组合物溶液总量的0.01至0.3重量％。当光引发剂的含量在上述范围内时，单体组合物的反应性可以最优化并且在高吸水性聚合物中的水溶性组分的量(可提取量)降低，这样高吸水性聚合物的性能可以进一步改善。
作为交联剂，可以单独使用选自双丙烯酸酯交联剂，包括己二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯；三丙烯酸酯交联剂；氮丙啶交联剂；和环氧交联剂中的任意一种，或上述两种或多种化合物的组合。
交联剂的含量可以为单体组合物溶液总量的0.01至0.5重量％。当交联剂的含量在上述范围内时，由其获得的高吸水性聚合物的聚合状态可以最优化且在高吸水性聚合物中的水溶性组分的量(可提取量)降低，这样高吸水性聚合物的性能可以进一步改善。
作为所述添加剂的例子可以为增稠剂、增塑剂、贮存期稳定剂和抗氧化剂。
单体、碱性化合物、光引发剂、交联剂和添加剂可以制备成溶液形式。
只要其能够溶解前述组分，可用的溶剂可以包括任意一种而无限制。并且例如，可以单独使用选自水、乙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、1，4-丁二醇、丙二醇、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚醋酸酯、甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、环己酮，环戊酮，二乙二醇单甲醚、二乙二醇乙醚、甲苯、二甲苯、丁内酯、卡必醇、醋酸甲氧乙酯和N，N-二甲基乙酰胺中的任意一种，或上述两种或多种化合物的组合。
相对单体组合物溶液的总量，可以存在残留量的溶剂，而非像前述组分那样。
由用于光聚合的聚合反应器的单体组合物供应单元供应单体组合物溶液，然后由光照单元提供如UV辐射的光以引发聚合反应。此时，通过使用在反应单元的两端之间延伸的搅拌轴和搅拌桨片使单体组合物溶液从一端到另一端且上下地均匀聚合。也可以通过位于组合物上面或下面的光照单元而在流动中均匀聚合。
可以由光照单元向单体组合物溶液均匀提供光线。因此可以防止单体组合物溶液因深度或位置的不同而得到不同量的光照，从而可以制造出不论位置如何，均具有均匀聚合度的高吸水性聚合物。而且无需为了获得均匀光照而根据单体组合物溶液的位置来改变光强度或光照时间，这样可以简化工艺并可以缩短处理时间，从而可以提高生产率。
在单体组合物溶液聚合后，获得的聚合产品经过例如研磨、干燥等处理以得到高吸水性聚合物，并且可以在制备高吸水性聚合物的典型工艺之后进行包括研磨或干燥的这些处理。
此外，在研磨和干燥等处理后，可进一步进行高吸水性聚合物表面的交联处理。对此，在处理高吸水性聚合物表面的典型方法后，可以使用例如乙二醇二缩水甘油醚等的环氧化合物用于表面交联。
本发明的有益效果
如上所述，根据本发明的实施方式的聚合反应器和使用该反应器制备高吸水性聚合物的方法可以避免提供的光照量随单体组合物溶液的深度或位置而变化，从而无论位置如何，均可以实现均匀的聚合度和极佳的性能。而且无需为了光均匀照射单体组合物溶液的目的而根据在单体组合物溶液中的位置来改变光强度或光照时间，这样简化了工艺并缩短了处理时间，可以实现生产率的提高。
附图说明
图1为说明根据本发明的一个实施方式的用于生产高吸水性聚合物的聚合反应器的示意图。
图2为说明根据本发明的另一实施方式的用于生产高吸水性聚合物的聚合反应器的示意图。
图3为说明根据本发明的再一实施方式的用于生产高吸水性聚合物的聚合反应器的示意图。
具体实施方式
下面将参考本发明的具体例子进一步详细解释本发明的功能和效果。但是，应该理解这些例子仅是说明本发明的，而本发明的范围并不由其确定。
<高吸水性聚合物的原料的制备>
通过用泵从独立的贮存器供应丙烯酸和烧碱，进一步供应水，然后将其混合，从而制备用于生产高吸水性聚合物的单体组合物。
使用Ciba Specialty Chemical Inc的二苯基-(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-膦氧化物作为光引发剂，其在独立的贮存器与丙烯酸一起形成0.5wt％的溶液，然后再供应。
<高吸水性聚合物的制备>
实施例1
按照如下方法，使用如图1中所示的生产高吸水性聚合物的聚合反应器制备高吸水性聚合物。
在如上所述的高吸水性聚合物的原料中，分别将烧碱(NaOH)和水加入单体组合物供应单元中，并控制供应单元以0.9∶0.1的重量比将其供应给混合单元。在混合单元中，烧碱的水溶液与丙烯酸混合得到单体组合物水溶液。在单体组合物水溶液中，调整各种组分至丙烯酸的中和度为75mol％，单体(丙烯酸及其钠盐)浓度为45重量％，并且交联浓度为2.5x10-5mol％。通过管线将该单体组合物水溶液直接供应给反应器。此时，水溶液供应至将单体组合物水溶液的高度保持为2cm，并同时用装配有9个搅拌桨片的搅拌轴以3至15rpm的速度在反应器中搅拌所述溶液，从而进行单体组合物水溶液的反应。在从单体入口起搅拌轴总长度的30％的区域内，搅拌下，用光强度为1.2mw/cm2的UV射线照射单体组合物水溶液1分钟，则单体组合物水溶液由UV射线发生聚合反应。
在如上所述用UV射线照射1分钟进行聚合反应后，聚合产物在室温下保持1分钟，切割成的5mmx5mm尺寸，并在160℃的炉中干燥3小时。此后，用实验室研磨机将其研磨成具有的150-850μm尺寸，制得高吸水性聚合物的样品。
然后，用3wt％的乙二醇二缩水甘油醚溶液进行高吸水性聚合物样品的表面交联，然后在120℃下反应1小时，获得150-180μm的后处理的高吸水性聚合物样品。
实施例2
除了UV射线的照射量为0.8mw/cm2以外，以与实施例1中相同的方法制备高吸水性聚合物样品和后处理的高吸水性聚合物样品。
实施例3
除了将单体组合物水溶液供应至将反应器中水溶液的高度保持为4cm以外，以与实施例1中相同的方法制备高吸水性聚合物样品和后处理的高吸水性聚合物样品。
实施例4
除了将单体组合物水溶液供应至将反应器中水溶液的高度保持为8cm并且照射时间为3分钟以外，以与实施例1中相同的方法制备高吸水性聚合物样品和后处理的高吸水性聚合物样品。
对比实施例1
使用输送带式反应器代替图1中所示的聚合反应器。在以与实施例1中相同的方式和相同的条件下获得单体组合物水溶液后，将其供应到反应器的输送带上。以保持水溶液的高度为2cm(即与实施例1中的高度相同)的方式将单体组合物水溶液供应到输送带上。在无另外搅拌的情况下以1.2mw/cm2的照射量用UV照射输送带上的溶液的同时，进行聚合反应。随后产物保持在室温下、干燥、研磨并在与实施例1相同的条件下进行后处理，以得到高吸水性聚合物样品和后处理的高吸水性聚合物样品。
对比实施例2
除了UV射线的照射量为0.8mw/cm2以外，以对比实施例1相同的方法制备高吸水性聚合物样品和后处理的高吸水性聚合物样品。
对比实施例3
除了将单体组合物水溶液供应至将反应器中水溶液的高度保持为4cm以外，以与对比实施例1相同的方法制备高吸水性聚合物样品和后处理的高吸水性聚合物样品。
对比实施例4
除了将单体组合物水溶液供应至将反应器中水溶液的高度保持为8cm并且照射时间为3分钟以外，以与对比实施例1相同的方法制备高吸水性聚合物样品和后处理的高吸水性聚合物样品。
<高吸水性聚合物性质的检测>
用以下方式测量根据实施例1至4和对比实施例1至4的高吸水性聚合物的性质。对每个后处理前的高吸水性聚合物样品和后处理后的高吸水性聚合物样品进行这些性质的测量。总体上，根据EDANA介绍的方法进行性质的测量。
更具体而言，为了评估交联后处理之前和之后高吸水性聚合物样品的离心保持量(CRC)，将各种高吸水性聚合物0.2g放入茶袋中，在0.9wt％的盐溶液中进行30分钟的沉淀物吸收(precipitation absorbance)，随后用250g的离心力脱水3分钟，测量每种样品吸收的水分的量(以重量变化表示)。
此外，用以下方法检测转化率：用1000mL的蒸馏水洗提聚合后直接切成5mmx5mm尺寸的样品3个小时，然后检测残留单体的量并转变为高吸水性聚合物的转化率。
并且，根据EDANA，即WSP 242.2和WSP 270.2，的方法测量加压吸收量(AUP)和可提取量。对于交联后处理之前和之后的高吸水性聚合物样品确定可提取量，而对于交联后处理之后的高吸水性聚合物样品确定AUP。
这些样品的测量结果汇总于表1中
[表1]
高吸水性聚合物的离心保持量(CRC)与评估吸收水分的能力有关并与高吸水性聚合物的基本性能密切联系。相反，高吸水性聚合物的AUP评价一定压力下吸收水分的能力，而可提取量是指高吸水性聚合物中的水溶性组分的量，例如低分子量聚合组分的量。
一般而言，离心保持量(CRC)和AUP上升，则高吸水性聚合物可被评价为具有更优异的性能。另外，当将高吸水性聚合物用于个人护理产品(例如尿布)时，由于高吸水性聚合物有较少量水溶性组分(可提取量)而使使用者感到由潮湿等造成的不适更小，因而其可以被评价为具有更佳的性能。
但是，通常已知离心保持量(CRC)越高，则AUP降低且可提取量上升，因此难以全面提高高吸水性聚合物的性能。
相反，因为在实施例1至4中制备的高吸水性聚合物在搅拌下通过UV光聚合制备，其经过更均匀的聚合，因此发现其全面性能良好。
更具体而言，发现实施例1至4中的高吸水性聚合物不仅具有从单体到聚合物的高转化率，而且其在选自离心保持量(CRC)、AUP和可提取量中的至少一个性能上优于对比实施例1至4的高吸水性聚合物，并且其展示出同等或更高水平的不是选自上述性能的其它性能。特别是，当对比在相同条件下获得的高吸水性聚合物时，即分别在实施例1和对比实施例1之间、实施例2和对比实施例2之间、实施例3和对比实施例3之间、和实施例4和对比实施例4之间进行对比，可以将其更具体化。
而且，参考实施例3和4与对比实施例3和4，可以发现即使当供应更大量的单体组合物的水溶液以构成更厚层时，使用图1的聚合反应器仍可以在搅拌下实现均匀的UV照射和均匀的聚合，因而可以高转化率地得到具有良好性能的高吸水性聚合物。这些结果证明使用图1的聚合反应器可以同时以高产率生产大量的高吸水性聚合物，所以可以更有效地进行高吸水性聚合物的生产工艺。
相反，参考对比实施例3和4证明当在UV照射下在输送带反应器上进行聚合时，单体组合物的水溶液不能获得均匀的UV照射和聚合，因此高吸水性聚合物的转化率急剧降低且由此获得的高吸水性聚合物的性质也劣化。
由上述可知，可以确定，通过在反应中实现对单体组合物更均匀的UV照射，本发明的生产方法可以更高转化率生产高吸水性聚合物，同时取得提高的生产率，并且由此获得的高吸水性聚合物具有优异的性能。
在上文中，参考优选实施方式详细解释了本发明，但本发明的范围并不受其限制，而应该包括本领域技术人员采用本发明的基本构思可以实施的各种改变和完善。
Claims (13)
1.一种用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器，其包括：
反应单元；
单体组合物供应单元，该单体组合物供应单元与所述反应单元连接并供应含有单体、光引发剂和溶剂的单体组合物溶液；
搅拌轴，该搅拌轴从与所述单体组合物供应单元连接的反应单元的一端至反应单元的另一端连接在反应单元；
多个安装在搅拌轴周围的搅拌桨片；以及
光照单元，该光照单元向由单体组合物供应单元供应的单体组合物溶液提供光线。
2.根据权利要求1所述的用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器，其中所述光照单元与搅拌轴的一部分重叠。
3.根据权利要求2所述的用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器，其中所述单体在搅拌轴与光照单元之间的重叠部分内聚合。
4.根据权利要求2所述的用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器，其中所述光照单元与搅拌轴总长度的1至40％重叠。
5.根据权利要求1所述的用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器，其中所述光照单元照射光强度为0.1至10mw/cm2的UV射线。
6.根据权利要求1所述的用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器，其中所述光照单元包括位于单体组合物供应单元和搅拌轴之间的第一光照单元。
7.根据权利要求6所述的用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器，其中所述光照单元还包括设置为与搅拌轴的一部分重叠的第二光照单元。
8.根据权利要求7所述的用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器，其中所述第二光照单元与搅拌轴总长度的1至40％重叠。
9.根据权利要求1所述的用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器，其中所述光照单元的外壁材料为玻璃、石英或聚碳酸酯。
10.一种制备高吸水性聚合物的方法，包括以下步骤：
制备含有单体、光引发剂和溶剂的单体组合物溶液；和
采用根据权利要求1至8任意一项所述的聚合反应器使所述单体组合物溶液进行光聚合。
11.根据权利要求10所述的制备高吸水性聚合物的方法，其中在所述单体组合物溶液为流动态时进行光聚合。
12.根据权利要求10所述的制备高吸水性聚合物的方法，其中在所述光聚合中，用每单位面积0.1至10mw/cm2光强度的UV照射所述单体组合物溶液。
13.根据权利要求10所述的制备高吸水性聚合物的方法，其中所述方法进一步包括步骤：在光聚合后研磨光聚合的高吸水性聚合物。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20090060530 | 2009-07-03 | ||
| KR10-2009-0060530 | 2009-07-03 | ||
| PCT/KR2010/004043 WO2011002172A2 (ko) | 2009-07-03 | 2010-06-22 | 고흡수성 수지 제조용 중합 반응기 및 상기 중합 반응기를 사용한 고흡수성 수지의 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102481542A true CN102481542A (zh) | 2012-05-30 |
| CN102481542B CN102481542B (zh) | 2015-01-14 |
Family
ID=43411561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201080039241.7A Active CN102481542B (zh) | 2009-07-03 | 2010-06-22 | 用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器及使用该聚合反应器制备高吸水性聚合物的方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8829066B2 (zh) |
| KR (1) | KR101238782B1 (zh) |
| CN (1) | CN102481542B (zh) |
| BR (1) | BRPI1011935B1 (zh) |
| WO (1) | WO2011002172A2 (zh) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2753166A1 (en) * | 2009-02-21 | 2010-08-26 | Sofradim Production | Apparatus and method of reacting polymers by exposure to uv radiation to produce injectable medical devices |
| EP3838403A1 (en) | 2011-05-13 | 2021-06-23 | Novomer, Inc. | Carbonylation catalysts and method |
| KR101604272B1 (ko) | 2013-05-09 | 2016-03-25 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지의 제조방법 |
| WO2015171372A1 (en) | 2014-05-05 | 2015-11-12 | Novomer, Inc. | Catalyst recycle methods |
| KR101648138B1 (ko) * | 2014-05-19 | 2016-08-12 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지 제조용 중합 반응기 및 이를 이용한 고흡수성 수지의 제조 방법 |
| SG11201610058QA (en) | 2014-05-30 | 2016-12-29 | Novomer Inc | Integrated methods for chemical synthesis |
| EP3171976B1 (en) | 2014-07-25 | 2023-09-06 | Novomer, Inc. | Synthesis of metal complexes and uses thereof |
| KR20160030711A (ko) * | 2014-09-11 | 2016-03-21 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지 제조용 중합 반응기 및 이를 이용하는 고흡수성 수지의 제조 방법 |
| CN104324672B (zh) * | 2014-10-20 | 2016-04-20 | 内蒙古师范大学 | 一种摆动折板式光催化反应装置 |
| MA41514A (fr) | 2015-02-13 | 2017-12-19 | Novomer Inc | Procédés intégrés de synthèse chimique |
| EP3696161A1 (en) | 2015-02-13 | 2020-08-19 | Novomer, Inc. | Continuous carbonylation processes |
| MA41513A (fr) | 2015-02-13 | 2017-12-19 | Novomer Inc | Procédé de distillation pour la production d'acide acrylique |
| MA41510A (fr) | 2015-02-13 | 2017-12-19 | Novomer Inc | Procédé de production d'acide acrylique |
| KR20180127429A (ko) * | 2016-03-21 | 2018-11-28 | 노보머, 인코포레이티드 | 초흡수성 중합체의 제조를 위한 시스템 및 방법 |
| US11931928B2 (en) | 2016-12-29 | 2024-03-19 | Evonik Superabsorber Llc | Continuous strand superabsorbent polymerization |
| KR20220049962A (ko) * | 2020-10-15 | 2022-04-22 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지 제조용 중합 반응기 |
| US20240026040A1 (en) * | 2021-06-18 | 2024-01-25 | Lg Chem, Ltd. | Continuous polymerization reactor for super absorbent polymer and continuous polymerization reaction system |
| WO2024065008A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | University Of Technology Sydney | A method for preparing and selecting a polymeric flocculant for use in harvesting microalgae |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1030919A (zh) * | 1987-07-28 | 1989-02-08 | 第一工业制药株式会社 | 连续制备丙烯酸聚合物凝胶的方法 |
| EP0947530A1 (de) * | 1998-04-03 | 1999-10-06 | Bayer Ag | Verfahren zur Farbaufhellung von polymeren Diphenylmethandiisocyanat sowie die Verwendung von aufgehellten Diphenylmethandiisocyanat bei der Herstellung von Polyurethankunststoffen |
| CN1544495A (zh) * | 2003-11-20 | 2004-11-10 | 余孟成 | 一种部分交联型水膨性丙烯酸盐－丙烯酸共聚物的制备方法 |
| TW200502258A (en) * | 2003-05-19 | 2005-01-16 | Tesa Ag | Method to produce continuously the polymers from vinylic compounds through substance- or solvent-polymerization |
| CN101043937A (zh) * | 2004-09-01 | 2007-09-26 | 3M创新有限公司 | 搅拌管式反应器及其使用方法 |
| US20080193870A1 (en) * | 2004-01-29 | 2008-08-14 | Hans Paffhausen | Toner Particles and Method and System for the Production Thereof |
| CN101289526A (zh) * | 2007-04-18 | 2008-10-22 | 成都理工大学 | 一种光聚合法高岭土复合高吸水树脂的制备方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5059664A (en) | 1988-06-22 | 1991-10-22 | Mitsubishi Petrochemical Company Limited | Process for the preparation of water absorptive resin |
| EP0348180A3 (en) * | 1988-06-22 | 1991-01-30 | Mitsubishi Petrochemical Company Limited | Process for the preparation of water absorptive resin |
| CA2004864A1 (en) | 1988-12-08 | 1990-06-08 | Kinya Nagasuna | Method for production of absorbent resin excelling in durability |
| US5250640A (en) * | 1991-04-10 | 1993-10-05 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for production of particulate hydrogel polymer and absorbent resin |
| JP3448882B2 (ja) | 1992-10-26 | 2003-09-22 | マツダ株式会社 | フレーム及び自動車の車体構造 |
| KR960006621Y1 (ko) | 1993-09-07 | 1996-08-03 | 만도기계 주식회사 | 냉동기용 증발기의 냉매도관 |
| KR0162369B1 (ko) | 1995-07-04 | 1998-12-15 | 구자홍 | 다채널 디지탈 위성방송 수신기 및 그 제어방법 |
| ATE370164T1 (de) * | 2002-06-07 | 2007-09-15 | Eveready Battery Inc | Verfahren zur herstellung von superabsorbierenden polymeren |
| JP5101300B2 (ja) * | 2005-01-28 | 2012-12-19 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 気相中での液滴重合によって、吸水性ポリマー粒子を製造する方法 |
| US7576138B2 (en) * | 2005-08-23 | 2009-08-18 | The Procter & Gamble Company | Absorbent articles comprising surface cross-linked superabsorbent polymer particles made by a method using vacuum ultraviolet radiation |
-
2010
- 2010-06-22 CN CN201080039241.7A patent/CN102481542B/zh active Active
- 2010-06-22 WO PCT/KR2010/004043 patent/WO2011002172A2/ko active Application Filing
- 2010-06-22 BR BRPI1011935-3A patent/BRPI1011935B1/pt active IP Right Grant
- 2010-06-22 KR KR1020100059167A patent/KR101238782B1/ko active IP Right Grant
- 2010-06-22 US US13/382,018 patent/US8829066B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1030919A (zh) * | 1987-07-28 | 1989-02-08 | 第一工业制药株式会社 | 连续制备丙烯酸聚合物凝胶的方法 |
| EP0947530A1 (de) * | 1998-04-03 | 1999-10-06 | Bayer Ag | Verfahren zur Farbaufhellung von polymeren Diphenylmethandiisocyanat sowie die Verwendung von aufgehellten Diphenylmethandiisocyanat bei der Herstellung von Polyurethankunststoffen |
| TW200502258A (en) * | 2003-05-19 | 2005-01-16 | Tesa Ag | Method to produce continuously the polymers from vinylic compounds through substance- or solvent-polymerization |
| CN1544495A (zh) * | 2003-11-20 | 2004-11-10 | 余孟成 | 一种部分交联型水膨性丙烯酸盐－丙烯酸共聚物的制备方法 |
| US20080193870A1 (en) * | 2004-01-29 | 2008-08-14 | Hans Paffhausen | Toner Particles and Method and System for the Production Thereof |
| CN101043937A (zh) * | 2004-09-01 | 2007-09-26 | 3M创新有限公司 | 搅拌管式反应器及其使用方法 |
| CN101289526A (zh) * | 2007-04-18 | 2008-10-22 | 成都理工大学 | 一种光聚合法高岭土复合高吸水树脂的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20120108695A1 (en) | 2012-05-03 |
| CN102481542B (zh) | 2015-01-14 |
| KR101238782B1 (ko) | 2013-02-28 |
| WO2011002172A3 (ko) | 2011-03-31 |
| US8829066B2 (en) | 2014-09-09 |
| WO2011002172A2 (ko) | 2011-01-06 |
| KR20110003258A (ko) | 2011-01-11 |
| BRPI1011935A2 (pt) | 2016-04-19 |
| BRPI1011935B1 (pt) | 2018-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102481542A (zh) | 用于制备高吸水性聚合物的聚合反应器及使用该聚合反应器制备高吸水性聚合物的方法 | |
| EP2404954B1 (en) | Process for producing water-absorbing resin | |
| CN105814088B (zh) | 超吸收性聚合物的制备方法 | |
| CN105636990B (zh) | 超吸收性聚合物及其制备方法 | |
| EP2700667B1 (en) | Process and apparatus for producing water-absorbable resin of polyacrylic acid (salt) type | |
| CN102869689B (zh) | 高吸水性聚合物的制备方法 | |
| US20090298963A1 (en) | Method for production of modified water absorbent resin | |
| CN105452306B (zh) | 用于制备超吸收性聚合物的方法 | |
| CN1555386A (zh) | 用于高吸水性聚合物制造的连续聚合方法 | |
| CN107922636A (zh) | 制备超吸收性聚合物的方法 | |
| CN105392805A (zh) | 超吸收性聚合物 | |
| CN1291998A (zh) | 用双－和多－2－噁唑烷酮交联水凝胶的方法 | |
| JP2011214016A (ja) | 吸水性樹脂ならびにその製造方法および用途 | |
| US9873104B2 (en) | Method for producing polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin | |
| US20060128827A1 (en) | Absorbent members comprising modified water absorbent resin for use in diapers | |
| CN109071832A (zh) | 用于制造超吸收性聚合物的方法及超吸收性聚合物 | |
| CN107108904A (zh) | 超吸收性聚合物及其制备方法 | |
| WO2014162843A1 (ja) | 吸水剤の製造方法及び吸水剤 | |
| CN108350188A (zh) | 超吸收性聚合物及其制备方法 | |
| JP2016113465A (ja) | ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂及びその製造方法 | |
| EP1440984B1 (en) | Method of manufacturing water-absorbing shaped body | |
| EP3321290B1 (en) | Method for preparing super-absorbent polymer | |
| CN109563275A (zh) | 超吸收性聚合物及其制备方法 | |
| CN106893018A (zh) | 基于单链超内环化聚合物的水凝胶及其应用 | |
| JPH1112367A (ja) | 吸液剤およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |