CN108148199B - 一种芳纶1414的聚合方法 - Google Patents

一种芳纶1414的聚合方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108148199B
CN108148199B CN201611101314.6A CN201611101314A CN108148199B CN 108148199 B CN108148199 B CN 108148199B CN 201611101314 A CN201611101314 A CN 201611101314A CN 108148199 B CN108148199 B CN 108148199B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
reaction
aramid fiber
unactivated
reaction solution
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.)
Active
Application number
CN201611101314.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108148199A (zh
Inventor
刘兆彦
刘兆峰
刘宇尘
郑天成
施景云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Succeeder Chemical Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Succeeder Chemical Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Succeeder Chemical Technology Co ltd filed Critical Beijing Succeeder Chemical Technology Co ltd
Priority to CN201611101314.6A priority Critical patent/CN108148199B/zh
Publication of CN108148199A publication Critical patent/CN108148199A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108148199B publication Critical patent/CN108148199B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/26—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/32—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids from aromatic diamines and aromatic dicarboxylic acids with both amino and carboxylic groups aromatically bound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/26—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/28—Preparatory processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

本发明提供一种芳纶1414的聚合方法：在低于反应活化温度下将等摩尔PPD、TCI及溶剂、助剂混合达分子尺度匀化，制成未活化反应液；将未活化反应液以雾滴形态喷入热的高纯N2中，雾沫液滴表层分子立即被N2加热升温活化并发生反应，由表及里完成聚合生成固粒；气固分离，中和固粒中的HCL并洗涤，干燥后获得纯芳纶1414聚合物粉末。与传统双螺杆反应器比较，本方法设备投资和运行能耗低，产品均匀性好、单线产能高。

Description

一种芳纶1414的聚合方法
技术领域
本发明涉及一种芳纶1414的聚合方法，属于聚合工程领域。
背景技术
芳纶1414以对苯二胺(PPD)、对苯二甲酰氯(TCI)为单体，溶于溶剂中并添加助剂进行低温溶剂聚合，有一步法和两步法两种方式，常用溶剂有N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基乙酰胺(DMAC)等，常用助剂有氯化钙(CaCl2)等，多采用双螺杆反应器两段聚合，反应时间约数分钟至十几分钟，生成的芳纶1414聚合物吸收溶剂及助剂呈固体粉末。
PPD和TCI反应速度极快，超出活化温度的两种分子一旦碰撞，微秒级瞬间即可完成反应。为获得高分子量聚合物，必须严格保持PPD和TCI等摩尔，但原料各组分实现分子尺度匀化之前反应即已发生，此时反应器诸体积微元中PPD和TCI摩尔比可能大于1或小于1，影响产品质量均一性，尽快实现原料各组分间分子尺度匀化是芳纶1414聚合技术的核心。搅拌能促进匀化，但包括双螺杆在内的任何搅拌手段都不能直接实现不同组分间分子尺度匀化，最终实现分子尺度匀化尚需依赖组分间分子扩散，工业生产中芳纶1414聚合所耗时间主要取决于各组分通过扩散实现分子尺度匀化所需时间。
此外，PPD和TCI反应放热，双螺杆剪切功又向反应物输入更多热量，需依靠夹套低温热媒移热，在反应器内形成陡峻的温度梯度，既增加能耗，又影响产品质量均一性。
PPD和TCI缩聚释放强腐蚀的氯化氢(HCl)，双螺杆反应器必须采用昂贵的金属材料，如哈式合金
Figure BDA0001169426890000011
大幅增加设备投资，且单机产能受限。
现行芳纶1414生产方法有待改进提升。
发明内容
本发明提供了一种芳纶1414聚合新方法，包括以下步骤：
1)在低于反应活化温度下将等摩尔PPD、TCI及溶剂、助剂混合达分子尺度匀化，制成未活化反应液；
2)将未活化反应液以雾滴形态喷入热的高纯N2中，雾滴表层分子瞬间被N2加热升温激活并发生反应，反应热使其里层分子升温激活并发生反应，反应热再使其更里层分子升温激活并发生反应......，雾滴由表及里完成反应生成固粒；
3)气固分离，中和固粒中的HCL，洗涤、干燥后获得纯芳纶1414聚合物粉末；
4)N2净化后循环使用。
未活化反应液温度为-15～15℃，优选为0～10℃。
未活化反应液雾滴直径为10～1000μm，优选为20～80μm。
N2温度为65～150℃，优选为80～120℃。
聚合温度为50～120℃，优选为70～90℃。
PPD、TCI和溶剂重量比愈大，聚合温升愈高，可用单体和溶剂重量比控制聚合温度。
喷雾反应生成的固粒可移到下游反应器(如流化床反应器)中继续完成聚合。
与传统双螺杆聚合比较，本发明提供的方法具有以下优点：
1、各组分在低于活化温度下混合，绕过了瞬间实现分子尺度匀化这一无法完成的难题，保证反应起始点任意体积微元内PPD、TCI等摩尔；热N2主要起热引发作用，反应过程不输入剪切功，杜绝高温点，产品质量均匀。
2、反应过程无需冷却撤热，能耗低。
3、未活化反应液接触热的N2之前无HCl生成，对材料无特殊要求，雾滴和N2在静设备中接触，防腐较简单，设备投资大幅降低。
4、单线产能高。
具体实施方式
不同生产商采用的芳纶1414聚合工艺和设备各有不同，且被视为核心机密，本发明权利要求书要求保护的是发明人创造的效率更高、品质更好、更经济的一种新方法，不局限具体工艺参数。本节具体实施方式中列出的工艺参数仅为采用本方法的一个示例，不构成对本发明权利要求的限制。
1、配制未活化反应液：部分NMP先溶入无水氯化钙再溶入PPD，成为反应液A，另一部分NMP溶入TCI，成为反应液B。
低温下将反应液A和反应液B快速混合达分子尺度均匀，成5℃的未活化反应液，未活化反应液中PPD和TCI等摩尔，总含量12.5％，氯化钙浓度7％，NMP浓度80.5％。
2、未活化反应液喷成50μm雾滴(液体喷雾属公知技术)进90℃热N2，热雾滴表层分子瞬间被N2加热升温活化并完成反应，反应热使其里层分子升温激活并完成反应，反应热再使其更里层分子升温激活并完成反应......。雾滴由表及里完成反应生成85℃固体粉末。
3、气固分离，用Ca(OH)2中和固粒中的HCL，并用水洗净其中NMP和Cacl2，干燥后获得纯芳纶1414聚合物粉末，比浓对数粘度5.5。

Claims (7)

1.一种芳纶1414的聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在低于反应活化的温度下将等摩尔对苯二胺、对苯二甲酰氯及溶剂、助剂快速混合并达分子尺度匀化，制成未活化反应液，未活化反应液温度为-15~5℃；
2）将未活化反应液以雾滴形态喷入热的高纯N2中，雾滴瞬间被N2加热升温激活，由表及里完成聚合，生成固粒；
3）气固分离，中和固粒中的HCl，洗涤干燥后获得纯芳纶1414聚合物粉末；
4）N2净化后循环使用。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于，未活化反应液温度为0~5℃。
3.权利要求1所述的方法，其特征在于，未活化反应液雾滴直径为10~1000μm。
4.权利要求1或3所述的方法，其特征在于，未活化反应液雾滴直径为20~80μm。
5.权利要求1所述的方法，其特征在于，N2温度65-150℃。
6.权利要求1或5所述的方法，其特征在于，N2温度80-120℃。
7.权利要求1所述方法，其特征在于，通过单体组分和溶剂重量比控制聚合温度。
CN201611101314.6A 2016-12-02 2016-12-02 一种芳纶1414的聚合方法 Active CN108148199B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611101314.6A CN108148199B (zh) 2016-12-02 2016-12-02 一种芳纶1414的聚合方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611101314.6A CN108148199B (zh) 2016-12-02 2016-12-02 一种芳纶1414的聚合方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108148199A CN108148199A (zh) 2018-06-12
CN108148199B true CN108148199B (zh) 2020-07-03

Family

ID=62470229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611101314.6A Active CN108148199B (zh) 2016-12-02 2016-12-02 一种芳纶1414的聚合方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108148199B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101724935A (zh) * 2009-12-14 2010-06-09 中蓝晨光化工研究院有限公司 一种聚对苯二甲酰对苯二胺纤维及其制备方法
CN102212194A (zh) * 2011-04-02 2011-10-12 武汉纺织大学 一种粒子相聚合反应制备有机聚合物的方法
CN105461919A (zh) * 2016-01-06 2016-04-06 东华大学 一种聚草酰胺的雾化聚合方法和装置
CN106029237A (zh) * 2013-12-17 2016-10-12 巴斯夫欧洲公司 借助用于碰撞喷雾射流的喷嘴装置制备聚酰胺的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4410684A (en) * 1983-02-07 1983-10-18 The Upjohn Company Aromatic copolyamides containing ether linkages

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101724935A (zh) * 2009-12-14 2010-06-09 中蓝晨光化工研究院有限公司 一种聚对苯二甲酰对苯二胺纤维及其制备方法
CN102212194A (zh) * 2011-04-02 2011-10-12 武汉纺织大学 一种粒子相聚合反应制备有机聚合物的方法
CN106029237A (zh) * 2013-12-17 2016-10-12 巴斯夫欧洲公司 借助用于碰撞喷雾射流的喷嘴装置制备聚酰胺的方法
CN105461919A (zh) * 2016-01-06 2016-04-06 东华大学 一种聚草酰胺的雾化聚合方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN108148199A (zh) 2018-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3313783A (en) Process for preparation of polybenzimidazoles
CN102070127B (zh) 一种不溶性硫磺的生产方法
JP7397511B2 (ja) 環境に優しいポリアミド樹脂の製造方法
CN104667846B (zh) 一种制备对/间位芳纶的微反应系统及方法
CN103249759B (zh) 聚合内酰胺的方法
CN105377945B (zh) 制备高粘度聚酰胺的方法
CN102120820B (zh) 一种水相合成热固性聚酰亚胺的方法
CN105111469A (zh) 聚酰胺酰亚胺细粉的制备方法
CN105026461A (zh) 通过水解聚合、后聚合和随后的萃取制备聚酰胺的方法
CN106188551A (zh) 一种半芳香族聚酰亚胺改性尼龙及其制备方法和半芳香族聚酰亚胺的制备方法
CN108148199B (zh) 一种芳纶1414的聚合方法
CN103539079A (zh) 一种一步法制备不溶性硫磺的方法
CN115646395A (zh) 一种多装置联用连续聚合生产芳纶纤维浆料的系统及方法
CN104098772B (zh) 一种聚酰胺酰亚胺的制备方法
CN111662452A (zh) 一种聚酰胺-酰亚胺树脂连续生产装置及连续生产方法
CN104072757B (zh) 一种聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的制备方法
CN105175721A (zh) 一种制备分子量分布均一的聚酰亚胺模塑粉的方法
CN102797048A (zh) 一种连续制备聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝原液的装置和制备方法
CN110229329A (zh) 一种高聚合度半生物质基呋喃聚酰胺树脂连续生产装置及连续生产方法
JP2016514741A5 (zh)
CN107778477B (zh) 一种低分子量聚己内酰胺的制备方法
CN104830053A (zh) 一种玻璃纤维改性的己内酰胺-十二内酰胺共聚物及其粉末的制备方法
CN105542201A (zh) 一种微米级聚合物颗粒的制备方法
CN101225169A (zh) 含硫氟代可自交联聚酰亚胺材料及其制备方法
CN109666144B (zh) 聚酰胺酸溶液的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant