DE1694751C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung eines Polymerisats von einem Lösungsmittel - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung eines Polymerisats von einem LösungsmittelInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein neues Verfahren und eine Vorrichtung zur Abtrennung und Entfernung von Polymerisat von einer
Polymerisatlösung. Die Erfindung betrifft in einer Hinsicht ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
und Abtrennung von festen Polymerisatteilchen von einem Lösungsmittel und insbesond re von
einem Lösungsmittel, worin die Polymerisation stattgefunden
"iat. In anderer Hinsicht betrifft die Erfindung
ein neues Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
und Abtrennung von frei fließenden PoIyolefinpolymerisatteüchen
mit einer hohen Schüttdichte von einem das Polyolefin enthaltenden Lösungsmittel.
Während der Herstellungsphase eines Polymerisats, wie von Polybuten, wird das Polymerisat im allgemeinen
in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Heptan, Hexan, Butan, Bufn-2 u. dgl., gebildet.
Im allgemeinen liegt aas Polymerisat in dem Lösungsmittel als Lösung vor. Zur Herstellung eines
kommerziell brauchbaren Polymerisatmaterials ist es notwendig, das Polymerisat aus dem Lösungsmittel zu
extrahieren. Es ist wichtig, daß dieser Fxtraktions- oder Gewinnungsschritt aus ökonomischen Gründen
in der wirksamsten Weise, die möglich ist, durchgeführt wird. Zusätzlich ist es wichtig, ein Endprodukt
zu erhalten, das nicht nur frei von Lösungsmittel ist, sondern das auch relativ frei von anderen niedrigsiedenden
Verunreinigungen ist. Wenn das Lösungsmittel oder die Verunreinigungen von dem Polymerisat vor
dem Extrudieren des Polymerisats nicht vollständig entfernt sind, kann das extrudierle Polymerisatmaterial
Blasen oder andere Unvollkommenheiten enthalten. Zusätzlich kann das eingeschlossene Lösungsmittel
brennbare oder explosive Bedingungen erzeugen, wenn das Polymerisat extrudiert wird oder wenn das Polymerisat
für längere Zeit gelagert wird.
Gemäß dem Stand der Technik sind viele Methoden zur Abtrennung des Polymerisats von dem Lösungsmittel
bekannt. Beispielsweise ist das Polymerisat bisher von dem Lösungsmittel entfernt worden, indem
es mit Alkohol niedergeschlagen und mit Hilfe der Schwerkraft abgetrennt worden ist. Es ist ein Nachteil
der Fällungsmethode, daß das PoK icrisat große Mengen Lösungsmittel zurückhält und längere Zeitspannen
der Hochtemperaturtrocknung erfordert, um eine vollständige Entfernung des Lösungsmittels
sicherzustellen.
Eine andere verwendete Methode ist die Sprühtrocknung. Diese Methode ist teuer und macht eine
große Trocknungsanlage notwendig, die- normalerweise
bei den meisten Herstellungsverfahren nicht zweckmäßig installiert werden kann. Außerdem ist die
Sprühtrocknung im allgemeinen auf verdünnte oder niedrigviskose Polymerisatlösungen beschränkt und
benötigt große Volumina erhitzten Gases, wie Luft, um eine vollständige Trocknung des Polymerisats zu bewirken.
Ein anderes verwendetes Mittel ist es, aus der Polymerisatlösung das Lösungsmittel zu destillieren oder
fraktionieren. Diese Methode erfordert im allgemeinen die Anwendung von hohen Temperaturen, die zu
einem Polymerisat vom »popcorn«-Typ mit einer niedrigen Schüttdichte und einem großen Bereich der
Teilchengröße führen können, was das Extrudieren des Polymerisats schwierig macht.
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
eine verbesserte Vorrichtung und Methode zur Abtrennung von Polymerisat von einer Lösung zu
schaffen, die die obenerwähnten Nachteile des Standes der Technik überwindet.
Eia anderes Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte
Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung und Abtrennung von festen Polymerisatte '.hen mil
einer verbesserten Schüttdichte und gleichmäßig« Teilchengröße zu schaffen. Ein weiteres Ziel ist es, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von für das Extrudieren geeigneten Polymerisatteilchen zu
ίο schaffen. Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung
ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zui Herstellung und Abtrennung von frei fließenden, festen
Polybutenpolymerisatteilchen mit einer höheren Schütt-•dichte,
als sie bisher aus einer Lösung von Buten-1-Polymerisat
und Buten-1-Monomeren erhalten worden ist. zu schaffen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Abtrennen eines frei fließenden Polymerisats und eines Lösungsmittels
aus einer Polymerisatlösung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Polymerisatlösung bei
einem Druck oberhalb Atmosphärendruck in einen Raum mit vermindertem Druck extrudiert, wobei das
Lösungsmittel sich teilweise verflüchtigt und das Polymerisat einen Faden bildet, und den Faden gegen eine
gebogene Oberfläche stößt, wobei der Faden in Teilchenform
überführt und das Lösungsmittel weiter verflüchtigt wird.
Bei einer bevorzugten ertindungsgemäßen Ausführungsform
wird das Polymerisat in die Form eines Fadens gebracht, indem man das Lösungsmittel teilweise
verflüchtigt, während man die Polymerisatlösung durch eine verkleinerte Öffnung bei einem Extrusionsdruck
über 3,52 atü in einen Raum extrudiert, der hinsichtlich des Lxtrusionsdruckes eine verminderte
Druckhöhe aufweist, und dann wird der Polymerisatfaden gegen eine gebogene Oberfläche gestoßen, wobei
der Faden in Teilchenform überführt und das Lösungsmittel weiter verdampft wird.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Abtrennung eines Polymerisats von einem Lösungsmittel und einer Polymerisatlösung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Düseneinrichtung zum Extrudieren der Lösung unter Bildung eines Fadens des Polymerisats und zur teilweisen Verflüchtigung des Lösungsmittels und mit dieser Düseneinrichtung verbundene Einrichtungen enthält, um die Polymerisatstränge aufzunehmen und einem Aufstoß auszusetzen, um die Polymerisatfäden in Teilchenforai zu überführen und das Lösungsmittel weiter zu verflüchtigen.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Abtrennung eines Polymerisats von einem Lösungsmittel und einer Polymerisatlösung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Düseneinrichtung zum Extrudieren der Lösung unter Bildung eines Fadens des Polymerisats und zur teilweisen Verflüchtigung des Lösungsmittels und mit dieser Düseneinrichtung verbundene Einrichtungen enthält, um die Polymerisatstränge aufzunehmen und einem Aufstoß auszusetzen, um die Polymerisatfäden in Teilchenforai zu überführen und das Lösungsmittel weiter zu verflüchtigen.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Polymerisatlösung normalerweise in
die Düsenvorrichtung bei erhöhter Temperatur und einem Druck über Normaldruck eingeführt. Es ist klar,
daß die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung auch die Kühlung des Endproduktes
umfassen. Die unter Druck gesetzte Polymerisatlösung wird dann in eine Umgebung mit niedrigem Druck
?\trudiert, wobei das Polymerisat zu einem Faden geformt wird und das Lösungsmittel gleichzeitig teilweise
verflüchtigt wird. Der Polymerisatfaden wird dann einer in Teilchen überführenden Kraft ausgesetzt,
wie sie erhalten wird, wenn der Polymerisatfaden gegen eine gebogene Oberfläche stößt. Diese Außenkraft
überführt, verbunden mit weiterer Verflüchtigung des Lösungsmittels, den Faden in Teilchen. In manchen
Fällen kann als bevorzugtes Merkmal der Erfindung ein erhitztes Gas hinzugefügt werden.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme mindestens 5 mal den Durchmesser der Bohrung 24
auf die Zeichnungen weiter erläutert. Dabei bedeutet ausmachen. Das bevorzugte Verhältnis zwischen der
F i g. 1 eine Seitenrißansicht einer Ausführungsform Länge der Düse 23 und der Axialbohrung 24 kann
einer neuen erfindungsgemäßen Abtrennungsvorrich- zweckmäßigerweise durch ein Verhältnis von Länge zu
tung, 5 Durchmesser zwischen 8:1 und 50:1, vorzugsweise
Fig. 2 eine Seitenrißansicht, gesehen von der zwischen 10:1 und 40:1 und weiter bevorzugt zwi-
Linie 2-2 von F i g. 1, sehen 12:1 und 30:1, wiedergegeben werden. Mit
F i g. 3 eine vergrößerte Teilansicht des Querschnitts einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser, wie oben
der Düseneinheit 11 von F i g. 1, angegeben, kann die Größe der Polymerisatteilchen
F i g. 4 eine partielle perspektivische Ansicht des io ebenso wie die Menge des in dem Polymerisat anwe-
Entleerungsrohres 12 von F i g. 1, das den gewundenen senden restlichen Lösungsmittels bequem geregelt
Teil davon zeigt, werden. Wenn beispielsweise eine Polybuten-1-Poly-
F i g. 5 eine alternative Ausführungsform der Vor- merisatlösung unter einen Druck von etwa 10,5 atü
richtung, die eine Aufstoßoberfläche liefert, die ein gesetzt wird und in eine Düseneinheit eingeführt wird,
röhrenförmiges Teil zeigt, das einen Bogen von etwa 15 worin die Düse 23 eine Länge von etwa 3,81 cm und
90° beschreibt, und die Axialbohrung 24 einen Durchmesser zwischen 0,99
F i g. 6 eine alternative Aufstoßvorrichtung in Form und 4,57 mm aufweist, können gleichmäßige PoIy-
eines Gleitteiles in Rinnenform, das eine offene Schleife merisatteilchen von festem Buten-1 mit einer niedrigen
von etwa 360° beschreibt. Schüttdichte erhalten werden. Wenn jedoch unter den
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig.] 20 gleichen Bedingungen der Durchmesser der Bohrung 24
umfaßt im allgemeinen eine Düseneinheit 11 an ihrem auf unter 0,99 mm erniedrigt wird, werden stauboberen
Ende, wobei die Düseneinheit sich schließlich ähnliche Polymerisatteilchen gebildet, die leicht oben
in eine Aufstoßvorrichtung in Form einer gebogenen mit Lösungsmitteldämpfen ausgetragen werden kön-Ausspeisröhre
12, die eine Schlinge beschreibt, ent- nen, was Abtrennungs- und Reinigungsprobleme aufleert.
Das obere Ende der Düseneinheit 11 ist durch 25 wirft. Wenn andererseits der Bohrungsdurchmesser
geeignete Verbindungsmittel mit einem geeigneten auf über 4,57 mm gesteigert wird, werden fadenartige
oberen Kammerleil 13 verbunden, das geeignet ist, die Polymerisatteilchen und Polymerisatteilchen vom Popunter
Druck stehende Polymerisatlösung aufzunehmen, corntyp gebildet, die im allgemeinen für die Be-Es
ist klar, daß (nicht gezeigte) Einrichtungen vorge- Schickung in einen Extruder weniger erwünscht sind,
sehen werden können, um die Polymerisatlösung zur 30 Es soll jedoch klar sein, daß für den Fall, wenn staub-Erreichung
von erhöhter Temperatur und einem Druck ähnliche Teilchen mit einem Durchmesser zwischen
über Atmosphärendruck zu erhitzen und unter Druck 10 bis 40 Mikron erwünscht sind, der Durchmesser
zu setzen. Als Ergebnis der Herstellungsphase, worin der Axialbohrung 24 bei oder sogar unter 0,5 mm
das Polymerisat in einem geeigneten Lösungsmittel liegen kann.
hergestellt worden ist, ist die Polymerisatlösung jedoch 35 Das untere Ende der Düse 23 ist mit dem oberen
im allgemeinen in erhitztem Zustand und unter einem Ende eines verlängerten Gehäuseteiles in Form von
Druck oberhalb Atmosphärendruck, wie mindestens Zwischenrohr 25 verbunden, das eine vergrößerte
3,52 atü. axiale Durchbohrung aufweist. Das untere Ende der
Die Düse 11 ist auch mit einem unteren Verbinder 14 vergrößerten Axialbohrung 26 bildet das obenerwähnte
etwa an ihrem Mittelpunkt versehen, wobei der Vei- 40 Ausspeismundstück 17.
bindet mit dem T-Rohr 15 verbunden ist, das damit Wenn auch die Düse 23 und das Zwischenrohr 25
verbunden ein Einlaßrohr 16 für die Zuführung eines als aus einem Stück bestehende Einheiten beschrieben
erhitzten, unter Druck stehenden Gases, wie Heptan, worden sind, so ist doch klar, daß diese Teile getrennte
Butan oder Buten, aufweist. Das untere Ende des Einheiten sein können, solange sie in anliegender
T-Rohrs 15 stellt die Verbindung zu dem obenerwähn- 45 koaxialer Ausrichtung zueinander, wie gezeigt, liegen,
ten Ausspeisrohr 12 dar. Es ist dabei zu beobachten, Es ist jedoch wichtig, daß die vergrößerte Bohrung 26
daß das Ausspeisrohr 12 eine größere Querschnitts- eine größere Querschnittsfläche hat als die Querfläche
aufweist als das Ausspeismundstück 17 am un- schnittsfläche von Bohrung 24. So wird, wenn die
teren Ende der Düseneinheit 11. Das Ausspeisrohr 12 unter Druck stehende Polymerisatlösung durch die
liegt in Form einer Schleife vor, wobei die durch- 50 Bohrung 24 und in die vergrößerte Bohrung 26 extrugeleiteten
Fäden einem Aufstoß und einer Zentrifugal- diert wird, die Polymerisatlösung in Bohrung 26 einer
kraft unteiworfen und in eine zweckmäßige Sammel- Umgebung mit niedrigerem Druck ausgesetzt. Dies
einrichtung, wie eine Zyklonvorlage 18, entleert wer- erlaubt die geregelte Entspannung und Verflüchtigung
den. des Lösungsmittelteiles der Polymerisatlösung und er-
In F i g. 3 sind die Einzelheiten der Düseneinheit 11 55 laubt auch, daß das Polymerisat gekühlt und in Form
detaillierter gezeigt. Ein wichtiges Merkmal der Düsen- eines verfestigten Stranges oder Fadens extrudiert
einheit ist es, daß sie mit einer oberen Düse 23 ver- wird.
sehen ist, die angepaßt ist, um anfangs die unter Druck Bei üblichem Arbeiten enthält die Pol /merisatlösung
stehenden Polymerisatlösungen aus einem Kammer- im allgemeinen zwischen etwa 5 und 4t>
Gewichtsproteil 13 aufzunehmen, geeignet, um die Polymerisat- 60 zent Polymerisat und 60 bis 95% Lösungsmittel. Es
lösung mit einer geregelten und gleichmäßigen Fließ- können jedoch erhöhte Konzentrationen an PoIygeschwindigkeit
hindurch zu extrudieren. Die Düse 23 merisat in dem Lösungsmittel verwendet werden, wenn
hat eine durchgehende Axialbohrung 24, die die Ver- derartige erhöhte Konzentrationen einen ständigen und
bindung mit dem Kammeiteil 13 und einem Zwischen- kontinuierlichen Fluß der Polymerisatlösung durch die
rohr 25 schafft. Die Bohrungen 24 und 26 sind über 65 Düseneinheit nicht stören. Wenn beispielsweise feste
eine glatte Schnittkante 29 mit etwa 45° veibunden. Polybuten-1-Teilchen aus einer Lösung von Buten-Wenn
Polymerisatteilchen von einheitlicher Größe und 1-Polymerisat in Buten-1-Monomerem abgetrennt wer-Schüttdichtc
erwünscht sind, soll die Länge der Düse23 den sollen, wird die Konzentration an Buten-1-Poly-
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merisat in dem Monomeren vor der Einführung in die Düseneinheit auf eine Konzentralion von vorzugsweise
zwischen etwa 8 und 15 Gewichtsprozent der Gesanillösung
eingestellt.
Wenn die Lösung aus der Bohrung 24 ausgeleitet und in die Bohrung 26 eingeleitet wird, wird die Lösung
teilweise verdampft, und es liegt eine Mischung vor, die Polymerisatlösung, Lösungsmitteldampf und festes
Polymerisat enthält. Wie oben festgestellt, hat die Bohrung 26 einen größeren Durchmesser als die
Bohrung 24, das ist notwendig, um die Verdampfung des flüssigen Lösungsmittels einzuleiten und den FIuIJ
der Mischung durch die Bohrung 26 und in das Rohr 12 zu beschleunigen. Mit anderen Worten muß der Durchmesser
von Bohrung 24 und der Durchmesser von Bohrung 26 derart sein, daß die aus der Polymerisatlösung
gebildeten Polymerisatstränge auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die ausreicht, die
Überführung der Polymerisatstränge in Teilchen beim Aufstoßen gegen die gebogene Oberfläche zu verursachen.
Diese Beziehung oder dieses Durchmesserverhältnis zwischen der Bohrung 24 und der Bohrung 26
kann als »Verhältnis von Strangbildung und Geschwindigkeit der Überführung in Teilchen« bezeichnet werden.
Wenn beispielsweise Buten-1 -Polymerisat in einem Lösungsmittel gelöst ist oder vorzugsweise, wenn
Buten-1-Polymerisat in seinem eigenen Monomeren (Buten-1) gelöst ist, ist der Durchmesser von Bohrung
24 und der Djrchmesser von Bohrung 26 derart, daß eine Beschleunigung auf eine Geschwindigkeit zwischen
9,1 m/Sek. und 305 m/Sek. vor dem Punkt des Aufstoßens erreicht wird, tine Beschleunigung auf
eine Geschwindigkeit von 22,8 m/Sek. bis 152 m/Sek. kann beispielsweise erhaKcn werden, wenn eine unter
Druck gesetzte 10 "„ige Lösung von Buten-1-Polymerisat
in Buten-1-Monomerem in eine Düseneinheit eingeführt wird, worin die Bohrung 24 annähernd den
halben Durchmesser von Bohrung 26 aufweist. Wenn die Geschwindigkeit am Aufstoßpunkt bedeutend unterhalb
9,1 m/Sek. liegt, ist die Überführung der Polymerisatstränge in Teilchen unvollständig, und es kann
eine »Schneeballbildung« des Polymerisats stattfinden, die zur Zurückhaltung von wesentlichen Lösungsmittelmengen
in dem Polymerisat führt. Derartiges Polymerisat ist als »feuchtes« Polymerisat bekannt und
ist normalerweise zum Extrudieren ungeeignet. Wenn die Polymerisatgeschwindigkeit über 305 m/Sek. gesteigert
wird, findet ebenfalls Schneeballbildung statt, wenn auch aus anderen Gründen. Es wird angenommen,
daß bei außerordentlich hohen Geschwindigkeiten die Teilchengrößen abnehmen bis ?u einem
Punkt, wo die auf die Teilchen ausgeübte Zentrifugalkraft etwa gleich der auf den Lösungsmitteldampf ausgeübten
Kraft ist, was bewirkt, daß die Teilchen und unverdampftes Lösungsmittel durch die Schleife 12
mit relativ der gleichen Geschwindigkeit wandern. Vorzugsweise wird die Geschwindigkeit des Gases bei
einer Geschwindigkeit gehalten, die größer als die der Polymerisatteilchen ist. Dies wird erreich!, indem die
Polymerisatteilchen einer Zentrifugalkraft ausgesetzt werden, die größer ist als die, der der Lösungsmitteldampf
ausgesetzt wird. Dies verbessert die Polymerisattrocknung und die Lösungsmittelverdamplung und
steigert die Schüttdichte des Polymerisats. Die geeignete Geschwindigkeit kann bei Anwendung der oben
beschriebenen Düseneinheit mit einer Änderungsgeschwindigkeit der Polymerisatteilchen durch sie hindurch
zwischen 61 und 457 m/Sek./Sck. oder mehr bevorzugt mit einer Beschleunigung zwischen 122 und
228 m/Sek./Sek. aufrechterhalten werden.
Bei der Durchführung hat die das Polymerisat enthaltende Polymerisatlösung vor der Einführung in die
Düseneinheit einen Druck von etwa 3,52 bis 35,2 atü. Wenn die Polymerisatlösimg sich nicht schon bei
diesem Druck befindet, kann der Druck durch übliche Einrichtungen erreicht werden. Im allgemeinen kann
ein Druck von mindestens 3,52 atü erreicht werden,
ίο indem ein Lösungsmittel mit einem Dampfdruck oberhalb
3,52 atü unter üblichen Polymerisalionsbedingungen verwendet wird. Lösungsmittel wie Butan, Buten,
Hexan u. dgl. besitzen einen derartigen Dampfdruck. Beispielsweise liefert die Polymerisation von Buten-1
in seinem eigenen Monomeren bei einer Temperatur von etwa 8OC eine Polymerisatlösung für die Einführung
in die Düseneinheit mit einem Überdruck vor über 10,5 atü. Die Polymerisatlösung wird dann in das
Kammerleil 13 in irgendeiner zweckmäßigen Weise eingeführt, woraus es durch die Düse 23 in das Zwi·
schenrohr 25 extrudiert wird. Als Ergebnis dieser geregelten Entspannung des Lösungsmittels wird eir
Strang oder laden aus biegsamem Polymerisat gebildet, wovon ein großer Anteil des Lösungsmittel!
entfernt ist. Der Strang oder Faden dehnt sich während der Bildung nach außen aus und wird durch das Ausspeismundstück
17 äusgespeist, wo er weilerer Trokkenwirkung
und einer bestimmten Aufstoßwirkunf unterworfen wird, was nun beschrieben wird.
Die Ausspeisgeschwindigkeit sowohl des Polymerisats als auch des verflüchtigten Lösungsmittels durcr
Mundstück 17 des Zwischenrohres ist derart, daß das Polymerisat durch die Schleife der Ausspeisröhre Ii
und in den Zyklonabscheider 18 geleitet wird. Nach der Ausspeisung aus Mundstück 17 ist der Strang odei
Faden des Polymerisats im allgemeinen unversehrt Die Überführung in Teilchen und die weitere Trock·
nung geschehen während des Aufstoßens und des Leitens durch den Schleifenteil des Ausspeisrohres 12
Während des Leitens durch das Rohr 12 werden di( Polymerisatteilchen auch einer Zentrifugalkraft unterworfen,
die größer ist als die auf den Lösungsmitteldampf ausgeübte. Diese unterschiedliche Kraft häli
die Teilchen während der Überführung zum und dei Ablagerung im Zyklon 18 in Teilchenform und erlaubi
während der Durchleitung eine vollständigere Trocknungseinwirkung.
Die Polymerisatlösung wird normalerweise in dit Düseneinheit mit Hilfe von Einrichtungen, wie Pum·
pen. unter Druck stehender Beschickunpsleitunger
u. dgl., bei einer als Ergebnis der Herstellungsphas« erhöhten Temperatur eingeführt, und so ist es aucr
wichtig, das Endprodukt oder die Polymerisatteücher zu kühlen. Zusätzlich ist es wichtig, die Leitung dei
Polymerisatteilchen durch die gebogene Schleife be optimaler Geschwindigkeit zu bewirken und aufrecht
zuerhalten. Außerdem ist es wichtig, die Kondensatior des vorher verflüchtigten Lösungsmittels in dei
Schleife zu vermeiden. Um die vorstehenden Schwie rigkeiten mit Hinsicht auf die Schleife des Ausspeis
rohres 12 zu verhüten oder zu vermeiden, ist es ir
manchen Ausfühninesformender Erfindung erwünscht
den Polymerisatfaden, wie er aus dem AusspcKmund
stück 17 austritt, einem unter Druck stehenden Ga:
aus/iisct/en. das gewöhnlich auf eine Temperatur er
hitzt ist, die die Trocknung der Polymerisatteilchen er leichtert. Das erhitzte Gas erleichtert zusätzlich außer
dem die Bewegung der Polymerisat teilchen durch dii
gebogene Schleife des Ausspeisrohres 12 und vermindert die Möglichkeit der Kondensation von Lösungsmitteldampf
in dem Ausspeisrohr 12 auf ein Minimum. Dies wird erreicht, indem ein erhitztes Gas unter Druck
durch Rohr 16 und in dasT-Rohr 15 und dann abwärts durch das Ausspeisrohr 12 nach dem Ausspeismundstück
17 getrieben wird. Es kann jede Substanz verwendet werden, die bei der Einf ühruiigstemperatur verflüchtigt
werden kann. Wenn bei der Polymerisationsreaklion ein niedrigsiedendes Lösungsmittel verwendet
wird, kann ein derartiges Lösungsmittel verdampft und ebenfalls als das erhitzte Gas verwendet werden.
Verwendet man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine gebogene Oberfläche mit einer Kurve von
etwa 360 ', so wird das Polymerisat einer Zentrifugalkraft unterworfen, und Polymerisatteilchen von im wesentlichen
gleicher Größe und mit hoher Schüttdichte werden gebildet.
Eine erfindungsgemäße Verfahrensausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß man die Lösung von
Polymerisat und Lösungsmittel bei einem Druck über 3.52 atü in einen Raum mit hinsichtlich der unter
Druck stehenden Polymerisatlösung vermindertem Druck extrudiert, wobei das Polymerisat einen Faden
bildei und sich das Lösungsmittel teilweise verfluchtigt,
man den Polymerisatfaden bis zu einer Geschwindigkeit zwischen 9,1 und 305 m/Sek. beschleunigt, ein
erhitztes Gas in den Raum mit vermindertem Druck einführt, um das Lösungsmittel weiter zu verflüchtigen
und die Aufstoßgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, und man dann den Faden gegen eine gebogene Oberfläche
stößt, die mindestens einen Bogen von 90 beschreibt, um den Polymeiisatfaden in Teilchen mit
hoher Schüttdichte und gleichmäßiger Teilchengröße zu überführen, wobei die Geschwindigkeit am Aufsioßpunkt
zwischen 9,1 und 305 m/Sek. liegt.
Es ist zu ersehen, daß die Schleife des Ausspeisrohres 12 eine geschlossene Schleife ist und eine Aufstoßoberfläche
für die Polymerisatteilehen, wie oben beschrieben, liefert. In F 1 g. 4 ist die Schleife von Ausspeisrohr
12 perspektivisch gezeigt, und es ist zu ersehen, daß die Schleife von Rohr ΐ2 eine geschlossene
Schleife darstellt und eine Aufstoßoberfläche von mindestens 360 darstellt. Jedoch ist gefunden worden,
daß in bestimmten Fällen die Aufstoßoberfläche der Vorrichtung verschiedene Formen annehmen kann.
Beispielsweise ist gefunden worden, daß bei bestimmten Ausführungsformen eine gebogene Oberfläche, die
einen Radius \on etwa 30 bis 2500 beschreibt, ausreichend i>t. Vorzugsweise wird jedoch eine gebogene
Oberfläche, die einen Radius von mindestens W oder von 270 bis 1300 beschreibt, verwendet. Eine derartige
Ausspeis- oder Aufstoßeinrichtung ist in F i g. 5 gezeigt, wo ein zur Wahl stehendes Ausspeisrohr 27
abgebildet ist. In diesem Fall ist das Rohr 27 ein geschlossener
Teil und schafft eine gebogene Oberfläche von 450 zum Aufstoßen des Polymerisats dagegen im
Verlauf seiner Durchleitung nach unten. Es ist klar,
daß das Rohr 27 auch eine offene Rinne sein kann, solange die Aufstoßoberfläche eine derartige gebogene
Oberfläche ist. daß die hindurchgeleiteten Polymerisatteilchen bei den Geschwindigkeiten für die oben angegebenen
/wecke gehalten werden.
In F 1 g. 6 ist das /wischenrohr 25 gezeigt, das in ein
gebogen geformtes Aufstoßteil in Form eines offenen Rinnenteiles 28 ausläuft, das in ähnlicher Weise eine
Schleife son mindestens 30 bis etwa 810 beschreibt Normalerweise ist ein derartiger Rinnenteil in einem
geschlossenen Gehäuse enthalten. Das Polymerisat und das verflüchtigte Lösungsmittel, die aus dem Zwischenrohr
25 austreten, haben eine solche Geschwindigkeit, um die Polymerisatteilchen normalerweise durch den
Rinnenteil 28 vor dem Ausspeisen in eine geeignete Sammelvorrichtung, wie den Zyclonabscheider 18, zu
tragen. Wenn auch in manchen Fällen eine offene Aufstoßeinrichtung in Form eines Rinnenteiles 28 zufriedenstellend
ist, ist doch ein geschlossenes Ausspeisrohr
ίο von relativ kleinem Durchmesser, wie Rohr 12 oder
Rohr 27 (gezeigt in F i g. 4 bzw. 5) bevorzugt. Ein geschlossenes Rohr ist insbesondere bevorzugt, wenn
mehrere derartige Rohre zur Entleerung in eine Sammeleinrichtung verwendet werden. Wenn es vorkommt,
daß eines der Entleerungsrohre verschmutzt oder anderweitig arbeitsunfähig wird, kann es entfernt werden,
ohne die anderen Ausspeisrohre stillzulegen, wie es notwendig ist, wenn offene Schleifen verwendet werden.
Außerdem ist es, wenn ein geschlossenes Ausspeisrohr vorliegt, leichter, durch geeignete Kondensalionsmethoden
das Lösungsmittel zu gewinnen und auch die Staubbildung zu regeln, die in einem Teil vom offenen
Rinnen-Typ vorheirschend sein kann.
Eine bevorzugte ernndungsgemäße Vorrichtung zur Abtrennung eines Polymerisats von einem Lösungsmittel
und einer Polymerisatlösung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus:
(a) Einrichtungen, um die Polymerisatlösung unter einen Druck von etwa 3,52 bis 35.2 atü zu setzen,
(b) einer Düsenvorrichtung, um die unter Druck gesetzte Polymerisatlösung durch sie zu extrudieren,
(c) einem mit dem Ausspeisende der Düse verbundenen, verlängerten Gehäuse, das eine Axialdurchbohrung
aufweist und geeignet ist, das extrudierte Polymerisat und das Lösungsmittel aufzunehmen,
wobei die Axialbohrung einen größeren Duichmesscr hat als die des Mundstücks der Düse, wodurch die Lösung einer Umgebung
mil vermindertem Druck ausgesetzt, das Lösungsmittel teilweise verflüchtigt und das Polymerisat
zu einem Faden geformt wird, und
(d) mit dem Ausspcisende des verlängerten Gehäuses
verbundenen Finrichtungen. um den Polynerisatfaden
in TVilchcnform /u überführen und das Lö-
sungsmittel weiter /u verdampfen
Bcvor/ugt liegt das Verhältnis der Länge der Düseneinrcchtiing
/um Durchmesser der Düseneinrichtung im Bereich /wischen K I und 50: 1
Es ist /11 ersehen, daß der Technik eine einfache,
noch ökonomische Vorrichtung zur Durchführung der sogenannten C icwinniingsphasc der Polymerisatprodu'ktion.
d h. der Gewinnung oder Entfernung des PolymclisatN von dem lösungsmittel, /ur Verfügung
gestellt wird Die vorliegende Erfindung schafft auch eine Vorrichtung /ur Herstellung von Polymerisatteilchen
gleichmäßiger GnIVe und hoher Schüttdichte und überwindet bestimmte Nachteile des Standes der
Technik.
fio Nach der oben beschriebenen Vorrichtung und dem
vorliegenden Verfahren können veischiedene Typen von PoKnierisattcilchen hergestellt und abgetrennt
weiden Allgemein gesprochen kann jedes I n-Masse-Polymerisat,
das in einem Lösungsmittel gelöst werden kann, von dem Lösungsmittel abgetrennt und es
können daraus frei fließende Teilchen hergestellt weiden Beispielsweise können Lösungen der folgenden Polymerisatstoffe verwendet werden. Polymerisate
von «-Olefinen oder Diolefinen mit der allgemeinen Formel R —CH = CH2, worin R vorzugsweise 1 bis
12 Kohlenstoffatome aufweist, und ein aromatischer, aliphatischer oder cycloaliphatische Rest, entweder
gesättigt oder ungesättigt, ist, können verwendet werden.
Es können auch halogensubstituierte Polymerisate, die sich von halogensubstituierten «-Olefinen ableiten,
oder halogenierte Polymerisate verwendet werden. Zu Beispielen für die obigen Polymerisate gehören Polypropylen,
Polybuten, Polybutadien, Polystyrol, Polypenten, Polyhepten, Polyisobutylen, Polyisopren, Poly-3-phenyIpropen-l,
Poly-3-phenylbuten-l, Poly-4-phenylbuten-1,
Polybicyclo-(2,2,l-)hepten-2, Polycyclopentadien, Neopren und dergleichen Mischungen und
Mischpolymerisate der obigen können gleichfalls verwendet werden.
Die Erfindung ist insbesondere auf ^-Olefinpolymerisate
mit 3 bis 14 Kohlenstoffatomen pro Molekül des Monomeren und noch spezieller auf «-Olefine mit
3 bis 8 Kohlenstoffatomen anwendbar. Die Erfindung ist besonders gut für Lösungen von Buten-1-Polymerisat
geeignet, worin das Polymerisat ein spezifisches Gewicht von mindestens 0,88 bei 200C, vorzugsweise
zwischen 0,90 und 0,92 oder höher, und eine Kristallinität von mindestens 10%, vorzugsweise eine Kristallinität
zwischen 35 und 60% bei gewöhnlichen Atmo-Sphärentemperaturen aufweist. Brauchbare Polymerisationsverfahren
zur Herstellung der Polymerisate, die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet
werden können, sind in den — in der der vorliegenden Anmeldung zugrunde liegenden DT-OS
1 694 751 erläuterten — US-PS 2 825 721, 3 113 115, 3 141 872 und 3 008 945 beschrieben.
Wie es vom Stand der Technik her bekannt ist, können verschiedene Lösungsmitteltypcn als Träger
für die Polymerisationsreaktion verwendet werden. Wenn das Polymerisat bereits in Lösung ist, kann in
den meisten Fällen eine derartige Lösung auch in der hier beschriebenen Vorrichtung und dem hier beschriebenen
Verfahren verwendet werden. Jedoch sind besiimmte
Lösungsmittel, die bestimmte Eigenschaften besitzen, besonders brauchbar und besser geeignet für
die Verwendung in dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung. Im allgemeinen wird ein
Lösungsmittel mit einem Dampfdruck unter 30 Atmo-Sphären bei 200C verwendet. Vorzugsweise hat das
Lösungsmittel einen Siedepunkt oberhalb -50 und unterhalb 70° C. Jedoch kann auch gegebenenfalls ein
Lösungsmittel mit einem Siedepunkt bis zu etwa 15O0C
verwendet werden. Ein Lösungsmittel mit einem Siedepunkt zwischen —10 und 30 C und einem Dampfdruck
iwischen 10 und 50 Atmosphären bei 20 C, das 3 bis 10 oder 3 bis 6 Kohlenstoffatome enthält, ist noch
mehr bevorzugt. Zu Beispielen geeigneter Lösungsmittel
gehören Propan, Propylen, η-Butan, Isobutan, Buten-1, Buten-2. Pentan, Penten, Isopenten, Hexen.
Hexan, Cyclohexan, Heptan, Hepten und Methyl-Chlorid. Jedoch können andere aromatische, aliphatische
oder cycloaliphatische Lösungsmittel verwendet werden. Es kann auch das eigene Monomere eines
Polymerisats mit Vorteil als Lösungsmittel verwendet werden.
Wenn das Polymerisat Polybuten-1 ist, gehören zu geeigneten organischen Lösungsmitteln Propan, Butan,
Isobutan, Buten-1, Buten-2 und Mischungen davon.
Wenn das Polymerisat Polypropylen ist, gehören zu geeigneten organischen Lösungsmitteln Propan. Propylen,
Isobutan, Butan, Buten-2 und Mischungen davon.
Wenn das Polymerisat Polyisopren ist, gehören zu geeigneten organischen Lösungsmitteln Propan, Butan,
Isobutan, Buten-2, Pentan, Penten-2,2-Methylbuten-2 und Mischungen davon. Polymerisatlösungen, die
Polybuten-1 in Buten-1, Polypropylen in Propylen,
Polycisbutadien in Butadien, Polyisopren in Isopren, Polystyrol in Styrol u. dgl. enthalten, sind für die Anwendung
in der vorliegenden Erfindung besonders geeignet.
Normalerweise wird die Polymerisatlösung in die erfindungsgemäße Düseneinheit unter Bedingungen
eingeführt, die einen ungehinderten Fluß der Polymerisatlösung durch die Düseneinrichtung in einen Raum
von vermindertem Druck erlauben. Im allgemeinen kann dieser ungehinderte Fluß erreicht werden, indem
die Polymerisatlösung in die Düsenvorrichtung bei einer Temperatur zwischen 20 und 2000C und unter
einem Druck oberhalb Atmosphärendruck eingeführt wird. Unter bestimmten Umständen können Temperaturen
oberhalb 200' C verwendet werden. Im allgemeinen werden jedoch Lösungstemperaturen zwischen
35 und 900C verwendet.
Wenn auch die Polymerisatlösung normalerweise in die Düsenvorrichtung bei einem Druck über 3,52 atü
eingeführt wird, können gegebenenfalls Drücke von nur 1,41 bis zu 140 oder sogar 310 atü angewendet
werden. Im allgemeinen wird die Polymerisatlösung bei einem Druck zwischen 3,52 und 35,2 atü gehalten.
Die Wahl von zu verwendender Temperatur und anzuwendendem Druck wird in großem Maß durch das
spezielle Lösungsmittel, worin das Polymerisat gelöst ist, die Konzentration des Polymerisats in dem Lösungsmittel,
die Geschwindigkeit, mit der die PoIymerisatlösung durch die Düsenvorrichtung und in
den Raum mit vermindertem Druck geführt werden soll, und dergleichen bestimmt.
Abwandlungen in einer der obigen Bedingungen beeinflussen
direkt oder indirekt die Verdampfungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels. Diese Verdampfungsgeschwindigkeit
regelt ihrerseits die Geschwindigkeit des Polymerisatstianges am Aufstoßpunkt.
Wie oben bereits angegeben, wird die Größe des PoIymerisatteilchens
durch die Geschwindigkeit des Polymerisatstranges am Aufstoßpunkt bestimmt. So ist
aus dem Vorstehenden zu ersehen, daß die Arbeitsbedingungen in einem ziemlich weiten Bereich in Abhängigkeit
von der gewünschten Größe der Polymerisatteilchen, der Konzentration des Polymerisats in der
Lösung, des verwendeten Polymerisattyps und des verwendeten Lösungsmittels u.dgl. variiert werden können.
Jedoch ist es in allen Fällen wichtig und ausschlaggebend für das erfindungsgemäße Verfahren, daß
das Polymerisat sich aus der Lösung als Polymerisatstrang abscheidet und weiterhin, daß diese Polymerisatstränge
auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die ausreicht, am Aufstoßpunkt die Überführung in
Teilchen zu verursachen. Fast jede Kombination von Arbeitsbedingungen, die diese speziellen Ergebnisse
liefett. kann verwendet werden.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung weiter veranschaulichen, ohne sie zu beschränken.
B e i s D i e I 1
Eine Düseneinheit (vgl. F i g. 3), die eine obere Dtse
mit einem Bohrungsdurchmesser von 1,57 mm und
1Έ07
einer Länge von 3,81 cm und ein Zwischenrohr mit einem Durchmesser von 3,! 3 mm und einer Länge von
26,7 cm werden, wie in F i g. 1 gezeigt, mit einem gewundenen Rohr verbunden. Das in diesem Beispiel
verwendete Gewinnungssystem war einschließlich der Düseneinheit im wesentlichen das gleiche, wie es in
F i g. 1 gezeigt wird. Die obere Düse hat ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von etwa 25:1. Der gewundene
Teil wird mit der Düseneinheit durch das T-Stück 15 verbunden, durch das zusätzlicher Buten-1-Dampf
hinzugefügt wird. Der gewundene Teil hat einen geraden Abschnitt von etwa 20,32 cm und eine
Spirale von annähernd 450°, die einen Spiralradius von 4,06 cm bildet. Der Ausgangsteil dieses gewundenen
Teiles ist mit einem Zyklonaufnahmebehälter 18 verbunden, worin die Polymerisatteilchen gesammelt
werden. Alle Verbindungen sind mit geeigneten dampfdichten Verbindungsstücken hergestellt. Der Zyklonaufnahmebehälter
wird vertikal an eine hoiizontale Trockeneinheit anmontiert, die in Reihe mit dem Extruderaufgabetrichter
verbunden ist. Der Zyklonaufnahmebehälter wird mit Hilfe eines Mantels erhitzt und bei einer Temperatur von etwa 71 °C gehalten.
Butendampfgewinnungsleitungen, die zu dem Reaktionssystem zurückführen, werden mit dem Zyklonaufnahmegerät
verbunden. Es werden geeignete Temperaturen und Drücke aufrechterhalten, indem erhitzte
Buten-1-Dämpfe (116°C) durch das T-Stück 15
in die Düseneinheit eingeleitet werden.
Es wird eine Butenpolymerisatlösung hergestellt, indem 9,07 kg monomeres Buten-1 zu einem Katalysatorkomplex
gegeben werden, der durch die Vereinigung von 0,109 Mol Diäthylaluminiumchlorid mit
0,072 Mol TiCl4 hergestellt worden ist. Die Buten-Katalysatormischung
wird gründlich gerührt und auf eine Temperatur von etwa 1000C bei einem Druck
von etwa 21,1 kg/cm2 eihitzt. Nach der Umsetzung
von etwa 20% des Monomeren wird die Reaktion gestoppt, und der Reaktor wird auf Raumtemperatui gekühlt.
Die Polymerisatlösung wird dann mit Wasser zui Entfernung des Katalysators gewaschen. Ein Teil
der Polymerisatlösung wird untersucht, und es wird gefunden, daß dieses ein Molekulargewicht zwischen
etwa 150 000 und 500 000 aufweist. Der verbleibende Teil der Polybutenlösung wird durch die Zugabe von
monomerem Buten-1 bis zu einer Konzentration vor 12% verdünnt und durch die obere Kammer 13 bei
einer Temperatur von 80° C und einem Druck von etwa 21,1 atü in die Düseneinheit eingeführt. Die Polymerisatlösung
wird in die Düseneinheit mit einer konstanten Geschwindigkeit von etwa 3,78 l/Min, eindosiert.
Wenn die Lösung des Buten-1-Polynerisats durch die obere Düse in das Zwischenrohr gelangt, wird das
monomere Buten-1 verdampft, und das Polymerisat wird als kontinuieilicher Strang oder Faden extrudiert,
der dann in einem Winkel von annähernd 45° gegen die Wand des gewundenen Teiles stößt. Die Geschwindigkeit
des Polymerisatstranges am Aufstoßpunkt liegt über 91,5 m/Sek, Wenn der Polymerisatstrang
gegen das gewundene oder gebogene Teil stößt, wird der Strang in kleine gleichmäßige Teilchen zeibrochen
und durch die gebogene Einheit geleitet, wo weitere Verflüchtigung und Trocknung stattfindet. Die
Teilchen werden von den Buten-1-Dämpfen in dem Zyklonaufnahmebehälter abgetrennt. Ein Teil der
Buten-1-Dämpfe wird dann in das Polymerisationssystem retourniert, und ein Teil wird für die Einführung
in die Düseneinheit wiedererhitzt. Die Polymerisatteilchen werden dann von dem Zyklonaufnahmebehälter
entfernt und werden eventuell in den Extruder eingespeist. Die in dem Zyklonaufnahmebehälter gesammelten
Polymerisatteilchen haben eine konstante Größe zwischen 2,54 und 5,08 mm Durchmesser.
Diese Teilchen sind frei fließend und haben eine relativ hohe Schüttdichte. Die extrudierten Polymerisatprodukte
weisen keine sichtbaren Blasen oder andere sichtbare Unvollkommenheiten auf. Die physikalischen
Eigenschaften des extrudierten Polymerisatproduktes sind:
Schmelzindex bei 190°C 1,28
Dichte 0,916
Streckgrenze, kg/cm2 171,4
Zugfestigkeit, kg/cm2 232
Härte (shore D) 68
Dehnung, % 250
Das so erhaltene körnchenförmige Produkt wird zu einem geblasenen Film verarbeitet, wobei eine herkömmliche
Filmblasanlage verwendet wird. Es werden bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen
Polymerisatteilchen keine Filmunvollkommenheiten oder Unterschiede in der Filmfestigkeit bemerkt.
Bei anderen Testversuchen werden zu der Polymerisatlösung vor der Gewinnung des Polymerisats
und vor der Entfernung des gesamten Buten-i-Lösungsmittels Stabilisatoren gegeben. Diese Versuche
dauern mehr als 48 Stunden, wobei während der Polymerisation und dem Abscheidungsverfahren gleichbleibende
Bedingungen aufrechterhalten werden.
Beispiel 1 wird unter Verwendung verschiedener Polymerisatgeschwindigkeiten am Aufstoßpunkt wiederholt.
Die Wirkung dieser verschiedenen Geschwindigkeiten auf die Polymerisatteilchen zeigt Tabelle I.
Versuch | Polymerisat geschwindigkeit am Aufstoßpunkt m/Sec. |
Teilchendurchmesser mm |
A B C |
91,5 1,52 458 |
2,54 bis 5,08 10,16 bis 15,24 0,025 bis 10,16 zu 12,7 |
Beispiel 1 wird wiederholt. Die Schüttdichte des dabei gebildeten Polymerisatproduktes wird mit der
Schüttdichte eines Polymerisats verglichen, das mit Hilfe anderer auf diesem Gebiet gebräuchlicher Mittel
gewonnen worden ist.
Versuch | Mittel zur Abtrennung des Polymerisats |
Schüttdichte |
D E F G |
Abdestillieren Fällung und Trocknung Sprühtrocknung Vorrichtung nach Beispiel 1 |
5,0 3,0 3,6 10,6 |
In diesem Beispiel wird eine 12gewichtsprozentige Lösung von isotaktischem Polypropylen in mono-
merem Propylen in die Düseneinheit, wie sie im Beispiel 1 beschrieben und in F i g. 3 der Zeichnung gezeigt
ist, bei einer Temperatui zwischen 100 und 105 C und einem Druck von 70,3 atü eingeführt. Die Polypropylenlösung
wird durch die Düseneinheit als Polymerisatfaden extrudiert und in dem Raum des verminderten
Druckes auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die ausreicht, die Überführurg des Polymerisatstranges
am Aufstoßpunkt in Teilchen zu verursachen. Die erhaltenen Polypropylenleilchen sind
von konstanter Größe und hoher Schüttdichte.
In diesem Beispiel wird eine 15gewichtsprozentige Lösung von kristallinem Poly-cis-butadien in monomerem
Butadien in die Düseneinheit, wie sie im Beispiel 1 beschrieben und in F i g. 3 gezeigt ist, bei einer
Temperatur zwischen 75 und 80°C und einem Druck von etwa 35,2 atü eingeführt. Die Poly-cis-butadienlösung
wird durch die Düseneinheit als Polymerisatfaden extrudieit und in dem Raum des verminderten
Druckes auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die ausreicht, die Überführung des Polymerisatstranges
am Aufstoßpunkt in Teilchen zu verursachen. Die erhaltenen Po!y-cis-butadienteilchen sind von konstanter
Größe und hoher Schüttdichte.
In diesem Beispiel wird eine 12gewichtsprozentige
Lösung von Polystyrol in monomerem Styrol in die Düseneinheit, wie sie im Beispiel 1 beschrieben und in
F i g. 3 gezeigt ist, bei einer Temperatur zwischen 158 und 1630C und einem Druck von etwa 35,2 atü eingeführt.
Die Polystyrollösung wird aus der Düseneinheit als Pclymerisatfaden extrudiert und in dem Raum des
verminderten Druckes auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die ausreicht, die Überführung des Polymerisatstranges
am Aufstoßpunkt in Teilchen zu verursachen. Die erhaltenen Polystyi olteilchen sind von
konstanter Größe und hoher Schüttdichte.
Die Wiederholung der obigen Beispiele unter optimalen Bedingungen für Lösungen von Polyisopren in
Isopren, Polyvinylchlorid in Vinylchlorid und Neopren in Chloropren führt zu Polymerisatteilchen mit konslanter
Größe und hoher Schüttdichte.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Verfahren zum Abtrennen eines frei fließenden Polymerisats von einemLösungsmittel, in dem es
gelöst ist, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisatlösung bei einem Druck
oberhalb Atmosphärendruck in einen Raum mit vermindertem Druck extrudiert, wobei das Lösungsmittel
sich teilweise verflüchtigt und das Poly- ίο
merisat einen Faden bildet, und den Faden gegen eine gebogene Oberfläche stößt, wobei der Faden
in Teilchenform überführt und das Lösungsmittel weiter verflüchtigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polymerisat in die Form des
Fadens bringt, indem man das Lösungsmittel teilweise verflüchtigt, während man die Polymerisatlösung
durch eine verkleinerte Öffnung bei einem Extrusionsdruck über 3,52 atü in einen Raum extrudiert.
der hinsichtlich des Extrusionsdrucks eine verminderte Druckhöhe aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die gebogene Oberfläche einen Bogen
von mindesten^ 45 beschreibt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man auf den Polymerisatfaden vor dem Aufstoßen ein unter Druck stehendes Gas anwendet,
um damit die Aufstoßgeschwindigkeit ?u regeln und das Lösungsmittel weiter zu verdampfen.
5. Verfahren zur Herstellung fester Polymerisatteilchen aus einer Lösung von Polymerisat und
Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung bei einem Druck zwischen 3,52 und
35,2 atü in einen Raum mit einer mit Hinsicht auf die unter Druck stehende Polymeusatlösung verminderten
Druckhöhe extrudiert, wobei aus dem Polymerisat ein laden gebildet und das Lösungsmittel
teilweise verflüchtigt wird, den faden mit einem erhitzten Gas in Berührung bringt, um die
Geschwindigkeit der I ösungsmittelveiflüchtigung zu steigern, und den Polymerisatstrang gegen eine
gebogene Oberfläche stößt, die mindestens einen 90'-Bogen beschreibt, wobei der Polymerisatstrang
in Teilchen mit hoher Schüttdichte und gleichmäßiger Größe überführt wird.
6. Vorrichtung zur Abtrennung eines Polymerisats von einem Lösungsmittel und einer Polymerisatlösung,
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Düseneinrichtung 711m Extrudieren der Lösung
unter Bildung eines Fadens des Polymerisats und zur teilweisen Verflüchtigung des Lösungsmittels
und mit dieser Düseneinrichtung verbundene Einrichtungen enthält, um die Polymerisatstränge aufzunehmen
und einem Aufstoß auszusetzen, um die Polymerisatfäden in Teiichcnform zu überführen
und das Lösungsmittel weiter zu verflüchtigen.
7. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß sie mit der DüseneinricKung verbundene Einrichtungen enthält, um ein erhitzies
Gas auf den Polynicrisatfadcn anzuwenden,
um das Lösungsmittel weiter zu xcrflüchligen und
ei' Geschwindigkeit des Polymerisats durch diese Einrichtungen hindurch zu regeln.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtungen, um das Polymerisat einem Aufstoß auszusetzen, ein Aufstoßteil
umfassen, das eine kurvenförmige Rinne darstellt, um das Polymerisat dagegenstoßen zu Lassen
wobei die gebogene Rinne einen Bogen mit min destens 90" beschreibt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das Aufstoßteil röhrenförmic ist
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einrichtungen, um das Poly
merisat aufstoßen zu lassen, ein Aufstoßteil um fassen, das eine Schleife von etwa 360" beschreibt
11. Vorrichtung zur Abtrennung eines Polymeri
sats von einem Lösungsmitlei in einer Polymerisatlösung, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält
(a) Düseneinrichtungen, um eine unter Druck stehende Polymerisatlösung aufzunehmen und
zu extrudieren.
(b) ein mit dem Ausspeisende der Düse verbundenes, verlängertes Gehäuse, das eine axial«
Durchbohrung aufweist und geeignet ist, dai extrudierte Polymerisat und das Lösungsmittel
in einer Umgebung mit vermindertem Druck aufzunehmen, um das Lösungsmittel teilweise zu verflüchtigen und das Polymerisat
in einen Strang zu überführen,
(c) mit dem verlängerten Gehäuse verbundene Einrichtungen, um ein erhitztes Gas auf den
Polymerisatstrang einwirken zu lassen, wenn das Polymerisat die Düseneinrichtung verläßt,
wobei das Lösungsmittel weiter verflüchtigt wird, und
(d) ein mit dem verlängerten Gehäuse verbundenes, röhrenförmiges Teil, das eine Schleife beschreibt
und geeignet ist, das Polymerisat an einem Ende aufzunehmen und am anderen Ende auszuspeisen, um den Polymerisatstrang
während der Durchleitung aufstoßen zu lassen.
12. Vorrichtung zur Abtrennung eines Polymerisats von einem Lösungsmittel in einer Polymerisatlösung,
dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:
(a) Düseneinrichtungen, um eine Polymerisatlösung bei einem Druck von mehr als 3,52 atü
aufzunehmen und zu extrudieren,
(b) ein mit dem Ausspeisende der Düse verbundenes, verlängertes Gehäuse, das eine axiale
Durchbohrung aufweist und geeignet ist, das extrudierte Polymerisat und das Lösungsmittel
in einer Umgebung mit vermindertem Druck aufzunehmen, um das Lösungsmittel teilweise zu verflüchtigen, das Polymerisat in
einen Strang zu überführen und den Polymerisatstrang auf eine Geschwindigkeit zwischen
9,1 und 305 m/sec zu beschleunigen,
(c) mit dem verlängerten Gehäuse verbundene Einrichtungen, um auf den Polymerisatstrang
ein erhitztes C ias einwirken zu lassen, wenn das Polymerisat die Düseneinrichtung verläßt,
um dabei das Lösungsmittel weiter zu verflüchtigen und die Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten,
und
(d) ein röhrenförmiges Teil, das mit einem Ende mit dem verlängerten Gehäuse verbunden ist
und den Polymerisatstrang zur Überführung des Stranges in Teilchen aufstoßen läßt und
am anderen Ende die Polymerisatteilchen ausspeist.
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