CN202116697U - 一种高效溶解聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的装置 - Google Patents

Abstract

一种高效溶解聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的装置，属于聚合物材料制造领域，是涉及高分子纤维材料加工技术，确切地说是涉及聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝溶液制备的技术。其要点是：制备装置由溶剂混合槽、树脂计量料仓、质量流量计、树脂计量料仓、输送泵、存储槽、失重式给料机并有第Ⅰ双螺杆挤出机和第Ⅱ双螺杆挤出机联接在装置中所组成。本实用新型的积极效果是：由本实用新型装置并配合操作工艺，克服了现有技术存在的缺陷，为社会提供了一种适用于工业化连续、高效、高质量生产的工艺装置。

Description

一种高效溶解聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的装置

技术领域

属于聚合物材料制造领域，是涉及高分子纤维材料加工技术，确切地说是涉及聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝溶液制备的技术。

背景技术

聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，在我国俗称对位芳纶，属于芳香族聚酰胺类纤维，是一种具有高强、高模、低比重、耐化学溶剂、耐高温、阻燃的高性能材料，广泛应用于航空航天、军工、机电、建筑、汽车、体育用品等领域。

上世纪七十年代，我国就开始研制聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，取得较大的进展，但仍存在高粘度聚对苯二甲酰对苯二胺溶解脱泡困难的技术难题，其原因由于聚对苯二甲酰对苯二胺/H2SO4溶液体系粘度高，搅拌混合不均匀，导致溶解不均匀，脱泡不彻底的问题，再者此溶液体系无法长时间停留，否则容易导致聚对苯二甲酰对苯二胺在溶解过程中降解，无法达到稳定连续生产的要求，诸多因素导致我国目前在聚对苯二甲酰对苯二胺纤维迟迟未实现产业化的重要因素之一。

中国专利CN101555631A公开了一种采用固体硫酸溶解聚对苯二甲酰对苯二胺的方法，该方法采用在温度-15℃～-5℃条件下将98～100.3％的浓硫酸制成粒状固体硫酸，然后跟聚对苯二甲酰对苯二胺树脂混合升温溶解，此方法优点在于解决了浓方便硫酸的计量问题，但由于采用固体-固体混合体系，无法做到充分均匀混合，由于粘度高，体系中硫酸在浆液中分配不匀，导致溶解不匀，易产生凝胶粒子，仍无法解决溶解均匀的问题。

中国专利CN1693543A公开了一种连续化制备聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的方法，该方法在50℃～100℃温度下，采用98～100％的浓硫酸与聚对苯二甲酰对苯二胺树脂连续加入两台双螺杆挤出机中进行溶解，此方法实现了连续制备的目标，但温度较高，容易在浓硫酸与聚对苯二甲酰对苯二胺树脂混合溶解过程中产生团聚，形成局部溶解不充分，呈现“白芯”现象，同时由于采用的98～100％浓硫酸的脱水能力有限，无法彻底脱除聚对苯二甲酰对苯二胺中高分子间水分，因此在溶解过程中仍存在降解。

发明内容

本实用新型提供避免降解，且溶解均匀的一种高效溶解聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的装置。

本实用新型采取的技术方案：

一种高效溶解聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的装置，包含双螺杆反应器，其方案是：有两个独立设置温度和旋转参数的双螺杆反应器，其装置的连接关系是：有三台存储槽，在两台存储槽的输出口与溶剂混合槽的输入端之间联接着质量流量计和输送泵；存储槽1输出端与树脂输送泵输入端相接，树脂输送泵输出端与树脂计量料仓输入口相联；树脂计量料仓输出端、溶剂混合槽的输出端与第Ⅰ双螺杆挤出机的输入端之间分别接着失重式给料机和混合溶剂计量质量流量计，第Ⅰ双螺杆挤出机的输出端接第Ⅱ双螺杆挤出机的输入端；第Ⅱ双螺杆挤出机的输出端接纺丝浆液储槽输入端；第Ⅰ双螺杆挤出机和第Ⅱ双螺杆挤出机的排气输出口分别接真空泵输入端；真空泵的输出端和脱泡接收槽输入端相接；第Ⅰ双螺杆挤出机和第Ⅱ双螺杆挤出机的压力控制端分别接着出口压力控制阀。

本实用新型的积极效果是：

(1)适用于工业化连续高效溶解聚对苯二甲酰对苯二胺聚合体；

(2)2.5～10％质量百分比的助溶剂加入有效提高了溶解速度，同时也有利于脱除聚对苯二甲酰对苯二胺分子间水分，解决聚对苯二甲酰对苯二胺在溶解过程中降解大而导致生产不稳定的问题；

(3)10～25℃的低温预溶解解决了混合酸与聚对苯二甲酰对苯二胺树脂粉体的有效混合，大大减少了两者间的团聚现象，同时低温溶胀使得聚合物溶解充分避免有白芯的出现，凝胶粒子减少，提高了溶解效果；

(4)双螺杆挤出机后端脱气区、增压区，能有效脱出溶解液中微小气泡，达到脱泡彻底、快的要求；

附图说明

图1为本实用新型装置结构示意图

具体实施方式

现结合附图对本实用新型的结构作进一步说明

一种高效溶解聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的装置，包含双螺杆反应器，其构成是：有两个独立设置温度和旋转参数的双螺杆反应器，其装置的连接关系是：有三台存储槽(1，2，3)，在两台存储槽(2，3)的输出口与溶剂混合槽10的输入端之间联接着质量流量计(6，7)和输送泵(5，8)；存储槽1输出端与树脂输送泵4输入端相接，树脂输送泵4输出端与树脂计量料仓9输入口相联；树脂计量料仓9输出端、溶剂混合槽10的输出端与第Ⅰ双螺杆挤出机14的输入端之间分别接着失重式给料机11和混合溶剂计量质量流量计12，第Ⅰ双螺杆挤出机14的输出端接第Ⅱ双螺杆挤出机15的输入端；第Ⅱ双螺杆挤出机15的输出端接纺丝浆液储槽18输入端；第Ⅰ双螺杆挤出机14和第Ⅱ双螺杆挤出机15的排气输出口分别接真空泵(13，17)输入端；真空泵(13，17)的输出端和脱泡接收槽16输入端相接；第Ⅰ双螺杆挤出机14和第Ⅱ双螺杆挤出机15的压力控制端分别接着出口压力控制阀(18，19)。

所述的第Ⅰ双螺杆挤出机是直径为110～130mm，长径比6～8，转速可调为200～400rpm，实现物料停留时间在20～30min，前半段温度10～20℃，后半段温度60～90℃。

所述的第Ⅱ双螺杆挤出机是直径为280～350mm，长径比9～11，转速可调为20～80rpm，实现物料停留时间在10～30min。

Claims (3)

1.一种高效溶解聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的装置，包含双螺杆反应器，其特征是：有两个独立设置温度和旋转参数的双螺杆反应器，其装置的连接关系是：有三台存储槽(1，2，3)，在两台存储槽(2，3)的输出口与溶剂混合槽(10)的输入端之间联接着质量流量计(6，7)和输送泵(5，8)；存储槽(1)输出端与树脂输送泵(4)输入端相接，树脂输送泵(4)输出端与树脂计量料仓(9)输入口相联；树脂计量料仓(9)输出端、溶剂混合槽(10)的输出端与第I双螺杆挤出机(14)的输入端之间分别接着失重式给料机(11)和混合溶剂计量质量流量计(12)，第I双螺杆挤出机(14)的输出端接第II双螺杆挤出机(15)的输入端；第II双螺杆挤出机(15)的输出端接纺丝浆液储槽(18)输入端；第I双螺杆挤出机(14)和第II双螺杆挤出机(15)的排气输出口分别接真空泵(13，17)输入端；真空泵(13，17)的输出端和脱泡接收槽(16)输入端相接；第I双螺杆挤出机(14)和第II双螺杆挤出机(15)的压力控制端分别接着出口压力控制阀(18，19)。

2.根据权利要求1所述的一种高效溶解聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的装置，其特征是：所述的第I双螺杆挤出机是直径为110～130mm，长径比6～8，转速可调为200～400rpm，实现物料停留时间在20～30min，前半段温度10～25℃，后半段温度60～90℃。

3.根据权利要求1所述的一种高效溶解聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的装置，其特征是：所述的第II双螺杆挤出机是直径为280～350mm，长径比9～11，转速可调为20～80rpm，实现物料停留时间在10～30min。 

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