CN209866025U - 一种采用超声法生产聚乙交酯的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用超声法生产聚乙交酯的装置，包括惰性气体置换装置、溶解釜、聚合反应器、真空发生装置，惰性气体替换装置与溶解釜内连通，溶解釜外侧设有加热装置，溶解釜顶部设有入料口、底部设有出料口，所述的聚合反应器包括聚合器、超声发生器，聚合器设于超声发生器上，所述聚合器顶部设有进料口，所述的出料口位置高于进料口，出料口与进料口之间设有物料管道，所述的物料管道外侧设有电加热保温带，真空发生装置包括相互连通的真空罐、真空泵。本实用新型以超声法聚合制得的乙交酯聚合物，聚合物纯度高；产品重现性好，操作可控，产品热稳定性好，有利于二次成型加工，适用于大规模工业化生产。

Description

一种采用超声法生产聚乙交酯的装置

技术领域

本实用新型涉及生物医用材料制造设备技术领域，尤其是涉及一种采用超声法生产聚乙交酯的装置。

背景技术

生物医用材料和可吸收医疗器械在我国是个新兴产业，因技术因素，国内刚刚起步。医用可吸收聚乙交酯(PGA)缝线市场国内已经很成熟，PGA手术缝合线在外科手术或外伤处置中用于缝合结扎止血以及组织缝合中，由于不需要再次缝线拆除，应用极为普遍。

乙交酯聚合物是一种人体可吸收的脂肪族高聚物，以其优异的生物相容性已被广泛地应用在医学领域。用聚乙交酯生物材料合成的缝合线、骨板、骨钉、心血管支架、人工关节、假肢、牙齿植入物等在医疗卫生领域的应用日益广泛。但聚乙交酯作为一种聚合物在医用高分子材料上的应用，在不同材料上需要不同的分子量，分子量的大小决定了生物材料不同性能和用途，但从聚合分子量分布均匀度来说，各种聚合物均需要分子量分布均匀的聚合物，分子量是否分布均匀是聚合物性能稳定的关键指标，所以，聚乙交酯生产上急需一种生产装置能较好地解决聚合物分子量分布不均匀问题。

发明内容

本实用新型提供一种可以更好地改善聚合物分子量的均匀度问题，同时极大地提高聚合物的稳定性能的采用超声法生产聚乙交酯的装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：采用超声法生产聚乙交酯的装置，包括惰性气体置换装置、溶解釜、聚合反应器、真空发生装置，所述的惰性气体替换装置与溶解釜内连通，所述的溶解釜外侧设有加热装置，所述溶解釜顶部设有入料口、底部设有出料口，所述的聚合反应器包括聚合器、超声发生器，所述的聚合器设于超声发生器上，所述聚合器顶部设有进料口，所述的出料口位置高于进料口，所述的出料口与进料口之间设有物料管道，所述的物料管道外侧设有电加热保温带，所述的真空发生装置包括相互连通的真空罐、真空泵，所述的聚合器顶部还设有真空管，所述的真空管与真空罐连通。本方案在乙交酯聚合时采用超声法快速促进聚合，缩短聚合时间；反应结束后，同样利用超声法把未反应的小分子乙交酯及二聚物在超声真空条件下移除，避免了在这个反应中加入各种活泼金属及各种引发剂二次污染产品；利用超声法，可制得分子量比用一般催化法更高的分子量，因为反应后期，随着分子量的增大，大分子运动更加困难，要聚合成更大的分子势必需要更大的能量，而超声法正好弥补催化剂法的不足，因为反应后期，微量的催化剂已在聚合体固定，起不到加速反应的作用；反应过程中增加少量封端剂对聚合物的末端进行封端，将聚合物的末端羧基置换成封端基，增加聚合物的热稳定性；反应结束后，通过升温气化乙交酯和低聚物，再抽真空，可减少这些杂质，达到纯化聚合物的效果；溶解釜底部出料口位置高于聚合器顶部进料口，方便物料在溶解釜内溶解后自动流入聚合器内；真空缓冲罐用于给聚合器抽真空，真空泵用于保持真空缓冲罐内真空度；物料管道外侧设置的电加热保温带，在物料从溶解釜到聚合器过程中起保温作用。

作为优选，所述的惰性气体置换装置包括惰性气体输送装置、输送管、气体回收装置、回收管，所述的输送管、回收管分别与溶解釜内连通。本方案用惰性气体置换溶解釜内空气时，从惰性气体输送装置、输送管将惰性气体输入溶解釜，溶解釜内原有空气从回收管被排入气体回收装置进行处理，避免造成空气污染。

作为优选，所述的溶解釜外侧加热装置为导热油加热装置，包括紧贴溶解釜外侧的散热器、导热油加热循环管道。本方案导热油在管道内循环、加热，导热油热量通过散热器传递给溶解釜，将溶解釜内温度提升、保持；导热油加热循环管道包括导热油加热器、导热油循环泵、控制器等。

作为优选，所述的聚合器为由两个聚合器分片可拆卸固定合成，所述聚合器为扁平方型或扁平圆形聚合器，所述两个聚合器分片在聚合器内部形成物料层且物料层厚度为1～5cm，所述两个聚合器分片内侧分别设有电加热层，所述的电加热层外设有保温层，所述聚合器内设有第一测温点、第二测温点。本方案聚合器分为左右两片，使用时四角用螺丝固定，反应毕，打开固定螺丝，打开聚合器左右两片，取出中间物料层内的物料即可。

作为优选，所述的溶解釜内腔采用316L不锈钢防腐材料。

作为优选，所述的物料管道、真空管上设有波纹管段。聚合器需要重复拆卸、固定，位置会发生变化，本方案采用波纹管段作为软连接，方便调整聚合器位置。

本实用新型具有如下有益效果：以本方案装置制得乙交酯聚合物，制备简单，有利于反应釜清洗，产品重现性好，操作可控，特别适合要求质量稳定很高的生物医药领域，产品热稳定性好，有利于二次成型加工，适用于大规模工业化生产。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型聚合器的一种结构示意图。

图中：1、溶解釜 2、入料口 3、出料口 4、聚合器 5、超声发生器 6、进料口7、物料管道 8、电加热保温带 9、真空缓冲罐 10、真空泵 11、真空管 12、惰性气体输送装置 13、输送管 14、气体回收装置 15、回收管 16、散热器 17、导热油加热循环管道 18、物料层 19、电加热层 20、保温层 21、第一测温点 22、第二测温点。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1、图2所示，采用超声法生产聚乙交酯的装置，包括惰性气体置换装置、溶解釜1、聚合反应器、真空发生装置，惰性气体替换装置与溶解釜1内连通，溶解釜1外侧设有加热装置，溶解釜1顶部设有入料口2、底部设有出料口3，聚合反应器包括聚合器4、超声发生器5，聚合器4设于超声发生器5上，聚合器4顶部设有进料口6，出料口3位置高于进料口6，出料口3与进料口6之间设有物料管道7，物料管道7外侧设有电加热保温带8，真空发生装置包括相互连通的真空缓冲罐9、真空泵10，聚合器4顶部还设有真空管11，真空管11与真空缓冲罐9连通；

惰性气体置换装置包括惰性气体输送装置12、输送管13、气体回收装置14、回收管15，输送管13、回收管15分别与溶解釜1内连通；

溶解釜外侧加热装置为导热油加热装置，包括紧贴溶解釜1外侧的散热器16、导热油加热循环管道17；

聚合器4为由两个聚合器分片可拆卸固定合成，聚合器4为扁平方型或扁平圆形聚合器，两个聚合器分片在聚合器4内部形成物料层18且物料层18厚度为1～5cm，两个聚合器分片内侧分别设有电加热层19，电加热层19外设有保温层20，聚合器4内设有第一测温点21、第二测温点22；

溶解釜1内腔采用316L不锈钢防腐材料；

物料管道7、真空管11上设有波纹管段。

具体实施过程是，称取2000g乙交酯，加入3L溶解釜1内，在溶解釜1内通入高纯度氩气5分钟，置换出溶解釜1内空气，形成惰性气体保护环境；溶解釜1快速升温至乙交酯溶解，加热至140℃反应3小时后，转入聚合器4，开超声发生器5开始超声反应，聚合器4内物料层18继续升温至180℃反应1小时后，加少量1,4-丁二醇进行封端，封端反应0.5小时；反应毕，降低聚合器4内物料层18温度至160℃，打开真空缓冲罐9对聚合器4内物料层18进行抽真空(-100KPa)0.5小时，然后冷却聚合器4内物料层18，完成后拆开聚合器4，将聚合物取出，制成颗粒。

Claims (6)

1.一种采用超声法生产聚乙交酯的装置，其特征在于，包括惰性气体置换装置、溶解釜、聚合反应器、真空发生装置，所述的惰性气体替换装置与溶解釜内连通，所述的溶解釜外侧设有加热装置，所述溶解釜顶部设有入料口、底部设有出料口，所述的聚合反应器包括聚合器、超声发生器，所述的聚合器设于超声发生器上，所述聚合器顶部设有进料口，所述的出料口位置高于进料口，所述的出料口与进料口之间设有物料管道，所述的物料管道外侧设有电加热保温带，所述的真空发生装置包括相互连通的真空缓冲罐、真空泵，所述的聚合器顶部还设有真空管，所述的真空管与真空缓冲罐连通。

2.根据权利要求1所述的一种采用超声法生产聚乙交酯的装置，其特征是，所述的惰性气体置换装置包括惰性气体输送装置、输送管、气体回收装置、回收管，所述的输送管、回收管分别与溶解釜内连通。

3.根据权利要求1所述的一种采用超声法生产聚乙交酯的装置，其特征是，所述的溶解釜外侧加热装置为导热油加热装置，包括紧贴溶解釜外侧的散热器、导热油加热循环管道。

4.根据权利要求1所述的一种采用超声法生产聚乙交酯的装置，其特征是，所述的聚合器为由两个聚合器分片可拆卸固定合成，所述聚合器为扁平方型或扁平圆形聚合器，所述两个聚合器分片在聚合器内部形成物料层且物料层厚度为1～5cm，所述两个聚合器分片内侧分别设有电加热层，所述的电加热层外设有保温层，所述聚合器内设有第一测温点、第二测温点。

5.根据权利要求1所述的一种采用超声法生产聚乙交酯的装置，其特征是，所述的溶解釜内腔采用316L不锈钢防腐材料。

6.根据权利要求1所述的一种采用超声法生产聚乙交酯的装置，其特征是，所述的物料管道、真空管上设有波纹管段。