JP7154291B2 - 架橋構造を有する微小球アイオノマー、その製造方法、その用途、及びその製造システム - Google Patents
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Description
本発明は、ポリマー材料の分野に関し、特に、架橋構造を有する微小球アイオノマー、その製造方法、及びその用途に関する。本発明はまた、架橋アイオノマー微小球の連続製造に関し、特に、本発明による架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球、及び架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造のためのシステム、及び方法に関する。
イオン性ポリマー(略してアイオノマーとも呼ばれる)は、ポリマー鎖上に少数のイオン性基を有するポリマー材料の一種であり、イオン性基のモル含有量は、一般に15%を超えない。アイオノマーは、無機イオンと有機分子との完全な組み合わせの単一体である。イオン性基の導入により、イオン-イオン相互作用;イオン-イオン対相互作用;イオン-双極子相互作用;及び水素結合の相互作用のような通常のポリマーには見出されない、アイオノマー中の分子間の特別な相互作用が存在する。これらの特別な相互作用により、アイオノマーは多くの独特の特性を有し、高分子改質及び機能性材料のような態様において重要な用途を有する。さらに、ポリマー微小球の製造及び用途に関する最近の研究は、機能性ポリマー材料の分野において、注目されている。ナノスケール~ミクロンスケールのポリマー微小球は、大きな比表面積、強い吸着、強い凝集、及び強い表面反応能力等の特別な特性を有し、多くのハイテク分野で広く使用することができる。
本発明の第1の目的は、架橋構造を有する微小球アイオノマー、その製造方法、及びその用途を提供することである。微小球アイオノマーは従来技術の欠点を克服し、PETの核形成に良好な効果を有する。
前記アイオノマー中の前記構造単位Aの少なくとも一部は、組み込まれた前記金属カチオンを含む。
(1)無水マレイン酸と、式(2)で表される構造単位Bを与えるモノマーMBと、架橋剤と、を有機溶媒中で開始剤の存在下で接触させて、反応させる工程と;
(2)工程(1)で得られた生成物中の無水マレイン酸単位を開環させる、開環工程と;
を含む方法を提供する。
(1)無水マレイン酸と式(I)で表されるモノマーMBとを、共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合させ、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程と;
(3)前記分離固体含有相を洗浄ユニットに供給し、少なくとも1回のアルコール洗浄及び連続的な第2の分離を行い、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程と;
(4)前記コポリマースラグ相を塩基のアルコール溶液と反応させ、得られた生成物を連続的に第3の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液-IIを得る工程と;
(5)前記遠心分離スラグ相を乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得る工程と;
(6)前記分離液-I、前記分離液-II、及び前記洗浄上澄液を溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程(1)及び(3)に戻す工程と;を含む方法を提供する。
連続的に連通する共重合ユニット、洗浄ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え:
前記共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第1の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液-Iを得るために使用され;
前記洗浄ユニットは、前記分離固体含有相を少なくとも1回のアルコール洗浄及び連続的な第2の分離にかけて、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され;
前記アイオノマー形成反応ユニットは、前記コポリマースラグ相を反応させ、製造されたアイオノマー反応液を第3の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液-IIを得るために使用され;
前記乾燥ユニットは、前記遠心分離スラグ相を乾燥させて、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され;
前記溶媒回収ユニットは、前記分離液-I、前記分離液-II、及び前記洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ前記共重合ユニット及び前記洗浄ユニットに戻すために使用され;
このシステムは、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される;システムを提供する。
(1)無水マレイン酸と式(I)で表されるモノマーMBとを、共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合させて、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程と;
(3)前記分離固体含有相をアルカリ液と反応させ、得られた生成物を連続的に第2の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液-IIを得る工程と;
(4)前記遠心分離スラグ相を洗浄ユニットに導入し、少なくとも1回のアルコール洗浄及び第3の分離を行い、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程と;
(5)前記アイオノマースラグ相を乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得る工程と;
(6)前記分離液-I、前記分離液-II、及び前記洗浄上澄液を溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒及び回収アルコールをそれぞれ工程(1)及び(4)に戻す工程と;を含む方法を提供する。
連続的に連通する共重合ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、洗浄ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え:
前記共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第1の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液-Iを得るために使用され;
前記アイオノマー形成反応ユニットは、前記分離固体含有相を反応させ、製造された生成物を第2の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液-IIを得るために使用され;
前記洗浄ユニットは、前記遠心分離スラグ相を少なくとも1回のアルコール洗浄及び連続的な第3の分離にかけて、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され;
前記乾燥ユニットは、前記アイオノマースラグ相を乾燥させ、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され;
前記溶媒回収ユニットは、前記分離液-I、前記分離液-II、及び前記洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ前記共重合ユニット、前記洗浄ユニットにそれぞれ戻すために使用され;
このシステムは、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される;システムを提供する。
図1は、実施例1で合成したアイオノマーの赤外スペクトルである;
図2は、実施例1で合成したアイオノマーの走査型電子顕微鏡写真である;
図3は、実施例D1で合成したスチレン/マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの赤外スペクトルである;
図4は、実施例D1で合成したスチレン/マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの走査型電子顕微鏡写真である;
図5は、比較例E1で合成したスチレン/マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの赤外スペクトルである;
図6は、実施例F1で得られたマレイン酸エステルアイオノマー微小球の赤外スペクトルである;
図7は、実施例F1で得られたマレイン酸エステルアイオノマー微小球の走査型電子顕微鏡写真である;
図8は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図Iである;
図9は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図IIである;
図10は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するための方法の概略フローチャートである;
図11は、実施例G1で得られたマレイン酸アイオノマー微小球の赤外スペクトルである;
図12は、実施例G1で得られたマレイン酸アイオノマー微小球の走査型電子顕微鏡写真である;
図13は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図Iである;
図14は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図IIである;
図15は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するための方法の概略フローチャートである。
(微小球アイオノマー)
本発明により提供される架橋構造を有する微小球アイオノマーは、式(1)で表される構造単位A、式(2)で表される構造単位B、及び架橋剤により与えられる架橋構造単位を含み、
本発明によるアイオノマーは、以下の方法によって製造される:
(1)無水マレイン酸と、式(2)で表される構造単位Bを提供するモノマーMBと、架橋剤とを有機溶媒中で開始剤の存在下で接触させて反応させる工程;
(2)工程(1)で得られた生成物中の無水マレイン酸単位を開環させる、開環工程。
本発明の別の態様は、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのシステムを提供する。図8に示すように、当該システムは、
連続的に連通する共重合ユニット、洗浄ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え、
共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第1の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液-Iを得るために使用され、
洗浄ユニットは、分離固体含有相を少なくとも1回のアルコール洗浄及び連続的な第2の分離にかけて、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され、
アイオノマー形成反応ユニットは、コポリマースラグ相を反応させ、製造されたアイオノマー反応液を第3の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液-IIを得るために使用され、
乾燥ユニットは、遠心分離スラグ相を乾燥させて、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され、
溶媒回収ユニットは、分離液-I、分離液-II、及び洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ共重合ユニット及び洗浄ユニットに戻すために使用され、
このシステムは、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される。
反応液混合容器R-11と共重合反応器R-12との間、共重合反応器R-12と第1ディスク遠心分離機S-21との間、アルカリ液タンクV-31とアイオノマー反応器R-32との間、アイオノマー反応器R-32と第3ディスク遠心分離機S-31との間、アルコール貯蔵タンクV-27と洗浄容器R-22との間、並びに洗浄容器R-22と第2ディスク遠心分離機S-22との間に配置された、計量ポンプ。
(1)無水マレイン酸と式(I)で表されるモノマーMBとを、システムの共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合反応させ、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むユニット母液を得る工程;
(3)分離固体含有相をシステムの洗浄ユニットに導入し、少なくとも1回のアルコール洗浄及び連続的な第2の分離を行い、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程;
(4)コポリマースラグ相を塩基のアルコール溶液と反応させ、得られた生成物を連続的に第3の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液-IIを得る工程;
(5)遠心分離スラグ相をシステムの乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得る工程;
(6)分離液-I、分離液-II、及び洗浄上澄液をシステムの溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程(1)及び(3)に戻す工程。
本発明の別の態様は、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのシステムを提供する。図13に示すように、システムは、
連続的に連通する共重合ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、洗浄ユニット、乾燥装置、及び溶媒回収ユニットを備え、
共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第1の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液-Iを得るために使用され、
アイオノマー形成反応ユニットは、分離固体含有相を反応させ、製造された生成物を第2の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液-IIを得るために使用され、
洗浄ユニットは、遠心分離スラグ相を少なくとも1回のアルコール洗浄及び連続的な第3の分離にかけて、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され、
乾燥ユニットは、アイオノマースラグ相を乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され、
溶媒回収ユニットは、分離液-I、分離液-II、及び洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ共重合ユニット、洗浄ユニットに戻すために使用され、
このシステムは、架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される。
反応液混合容器R-11と共重合反応器R-12との間、共重合反応器R-12と第1ディスク遠心分離機S-21との間、アルカリ液タンクV-31とアイオノマー反応器R-32との間、アイオノマー反応器R-32と第2ディスク遠心分離機S-22との間、アルコール貯蔵タンクV-27と洗浄容器R-22との間、及び洗浄容器R-22と第3ディスク遠心分離機S-31との間に配置された、計量ポンプ。
(1)無水マレイン酸と式(I)で表されるモノマーMBとを、システムの共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合反応させ、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程;
(3)分離固体含有相をアルカリ液と反応させ、得られた生成物を連続的に第2の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液-IIを得る工程;
(4)遠心分離スラグ相をシステムの洗浄ユニットに導入し、少なくとも1回のアルコール洗浄及び第3の分離を行い、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程;
(5)アイオノマースラグ相をシステムの乾燥ユニットに供給し、乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得る工程;及び、
(6)分離液-I、分離液-II、洗浄上澄液をシステムの溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程(1)及び(4)に戻す工程。
本発明によって製造されるアイオノマーは、架橋構造を有し、微小球形状である。本発明によるアイオノマーは、PETの改質における核剤として使用することができる。実際の使用において、本発明のアイオノマーは、PETと溶融混合することができ、これは、従来の混合装置で行うことができる。アイオノマーの量は、PET100gに対して、0.5~5gであり得る。溶融混合の温度は、250~300℃であってもよい。溶融混合の時間は、5~8分間であってもよい。次いで、溶融混合された生成物を押出ペレット化に供して、改質PET生成物を得る。
以下、実施例及び比較例において:
真空乾燥条件:100℃、真空度-0.095MPa、時間8h;
赤外スペクトル分析:PerkinElmer社の機器、Spectrum Twoによって測定;
平均粒径:走査型電子顕微鏡写真で300~500個の微小球を選択し、その直径を測定し、数学的平均法を用いて微小球の平均粒径を計算することによって決定;
走査型電子顕微鏡分析:FEI社の機器、XL-30ESEM-FEGによって測定;
架橋度を測定する方法:ポリマー微小球2~3gを秤量(w1)し、中速定性濾紙で包み、ソックスレー抽出器に入れ、テトラヒドロフランで24時間抽出し、乾燥し、得られたポリマー残留物を秤量(w2)し、w2/w1で計算して架橋度を取得:
(1)無水マレイン酸100g、α-メチルスチレン118g、ジビニルベンゼン26g、及びアゾビスイソブチロニトリル2gを酢酸イソアミル1000mLに溶解し、窒素雰囲気下、70℃で5時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて5000rad/minの条件で30分間遠心分離し、架橋α-メチルスチレン/無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをn-ヘキサンで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。同時に、遠心分離後の上清をLC-MC(液体クロマトグラフィー-質量分析)により分析し、その中に残存するモノマーの量を決定した。投入されたモノマーの量(又は架橋剤の量)から残留したモノマーの量(又は架橋剤の量)を差し引いて得られたモノマーの量(又は架橋剤の量)は、実際に反応に関与した量であり、これにより構造単位A、構造単位B、及び架橋構造単位間のモル比を得、具体的には以下の表1に示すように得た(以下同様;ワンポット法で製造する場合、最初の遠心分離後に上清を少量取り、モノマーの量を決定した)。
(1)無水マレイン酸100g、α-メチルスチレン118g、ジビニルベンゼン26g、及びアゾビスイソブチロニトリル2gを酢酸イソアミル1000mLに溶解し、窒素雰囲気下、70℃で5時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて5000rad/minの条件で30分間遠心分離し、架橋α-メチルスチレン/無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
(1)無水マレイン酸100g、α-メチルスチレン118g、ジビニルベンゼン26g、及びアゾビスイソブチロニトリル2gを酢酸イソアミル1000mLに溶解し、窒素雰囲気下、70℃で5時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて5000rad/minの条件で30分間遠心分離し、架橋α-メチルスチレン/無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
(1)無水マレイン酸130g、α-メチルスチレン118g、ジビニルベンゼン26g、及びアゾビスイソブチロニトリル2.5gを酢酸イソアミル1000mLに溶解し、窒素雰囲気下、60℃で12時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて5000rad/minの条件で30分間遠心分離し、架橋α-メチルスチレン/無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
(1)無水マレイン酸130g、スチレン104g、ジビニルベンゼン26g、及びアゾビスイソブチロニトリル2.5gを酢酸イソアミル1000mLに溶解し、窒素雰囲気下、60℃で10時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて5000rad/minの条件で30分間遠心分離し、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させて架橋α-メチルスチレン/無水マレイン酸ポリマー微小球を得た。
ジビニルベンゼンの量が10gであることを除いて、実施例1の方法に従ってアイオノマー微小球を製造し、アイオノマー微小球C6を得た。
(1)無水マレイン酸100g、α-メチルスチレン118g、ジビニルベンゼン26g、及びアゾビスイソブチロニトリル2gを酢酸イソアミル1000mLに溶解し、窒素雰囲気下、70℃で5時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて5000rad/minの条件で30分間遠心分離し、架橋α-メチルスチレン/無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをn-ヘキサンで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
(1)無水マレイン酸100g、α-メチルスチレン118g、ジビニルベンゼン26g、及びアゾビスイソブチロニトリル2gを酢酸イソアミル1000mLに溶解し、窒素雰囲気下、70℃で5時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて5000rad/minの条件で30分間遠心分離し、架橋α-メチルスチレン/無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
(1)無水マレイン酸100g、α-メチルスチレン118g、ジビニルベンゼン26g、及びアゾビスイソブチロニトリル2gを酢酸イソアミル1000mLに溶解し、窒素雰囲気下、70℃で5時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて5000rad/minの条件で30分間遠心分離し、架橋α-メチルスチレン/無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
(1)無水マレイン酸130g、α-メチルスチレン118g、ジビニルベンゼン26g、及びアゾビスイソブチロニトリル2.5gを酢酸イソアミル1000mLに溶解し、窒素雰囲気下、60℃で12時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて5000rad/minの条件で30分間遠心分離し、架橋α-メチルスチレン/無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
(1)無水マレイン酸130g、α-メチルスチレン118g、ジビニルベンゼン26g、及びアゾビスイソブチロニトリル2.5gを酢酸イソアミル1000mLに溶解し、窒素雰囲気下、60℃で12時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて5000rad/minの条件で30分間遠心分離し、架橋α-メチルスチレン/無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
(1)無水マレイン酸100g、スチレン104g、ジビニルベンゼン26g、及びアゾビスイソブチロニトリル2.5gを酢酸イソアミル1000mLに溶解し、窒素雰囲気下、60℃の水浴中で12時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて5000rad/minの条件で30分間遠心分離し、架橋スチレン/無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
(1)無水マレイン酸1000g、α-メチルスチレン1180g、ジビニルベンゼン260g、及びアゾビスイソブチロニトリル20gを酢酸イソアミル10Lに溶解し、窒素雰囲気下、70℃で5時間反応させた。
(1)無水マレイン酸1000g、α-メチルスチレン1180g、エチレングリコールジメタクリレート600g、及びアゾビスイソブチロニトリル25gを酢酸イソアミル15Lに溶解し、窒素雰囲気下、70℃で5時間反応させた。
ジビニルベンゼンの量が10gであることを除いて、実施例D1の方法に従ってアイオノマー微小球を製造し、アイオノマー微小球D9を得た。
(1)無水マレイン酸98g及びα-メチルスチレン118gを秤量し、窒素入口、撹拌機、温度計、凝縮器、及び還流凝縮管を備えた三つ口フラスコに入れ、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル2gを加え、反応溶媒としてトルエンを適正量加え、窒素雰囲気下、70℃で5時間反応させた。反応後、ポリマーを吸引濾過し、濾過ケーキをトルエンで3回洗浄し、真空乾燥してα-メチルスチレン/無水マレイン酸ポリマーを得た。
(1)実施例1、実施例D1、及び比較例E1で得られたポリマーを赤外スペクトルにより分析した。結果をそれぞれ図1、図3、及び図5に示す。赤外スペクトル分析の結果から、アイオノマーの合成に成功したことが分かる。実施例2~6の赤外スペクトル分析の結果は実施例1と同様であり、実施例D2~D9の赤外スペクトル分析の結果は実施例D1と同様である。それら全てが、アイオノマーを首尾よく得ていた。
この試験例では、0.7dl/gの固有粘度及びBG80の型番を有するPETをSinopec Yizheng Chemical Fibre Companyから購入した。難燃剤は、Jinan Taixing Fine Chemicals Co Ltdから購入した窒素-リンハロゲンフリー難燃剤(HT202A)であった。潤滑剤はBritain Croda Companyから購入したPET100であった。ガラス繊維(又はGF)はZhejiang Jushi Group Co Ltd.から購入し、型番はER13-2000-988Aであった。加工助剤は酸化防止剤を含み、company Ciba Specialty Chemicalsから購入し、型番はIrganox 1010及びIrgafos 168であった。
100重量部のPET、1.5重量部のアイオノマー微小球、0.2重量部の加工助剤(Irganox 1010及びIrgafos 168、重量比率1:1)、8重量部の難燃剤、及び0.04重量部の潤滑剤を秤量し、高速撹拌機に入れて均一に撹拌し、WP
ZSK25二軸押出機を使用して各領域の温度:230-245-255-260-260-260℃;で押し出し、二軸押出機の供給口でガラス繊維を添加し、押し出し後、冷却、ペレット化、及び乾燥(100℃、8時間)し、ペレットを性能試験のために、Haitian MA1200/370射出成形機(成形温度60℃)を使用して、230-240-255-260-260℃の温度で標準試料片に射出成形した。
実施例F1
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクV-13に貯蔵した。反応液混合容器R-11に以下の反応液を配合した:無水マレイン酸1014モル、アゾビスイソブチロニトリル12.2モル、ジビニルベンゼン200モル、α-メチルスチレン1000モル、酢酸イソアミル1000L。
この実施例は、エタノールをアルコール貯蔵タンクV-27に貯蔵し、18.3kg/hの収量で架橋α-メチルスチレン/マレイン酸エチルナトリウム塩アイオノマー微小球を得たことを除いて、実施例F1の方法に従って行った。
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクV-13に貯蔵した。反応液混合容器R-11に以下の反応液を配合した:無水マレイン酸1014モル、アゾビスイソブチロニトリル10.14モル、ジビニルベンゼン150モル、α-メチルスチレン750モル、酢酸イソアミル900L。
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクV-13に貯蔵した。反応液混合容器R-11に以下の反応液を配合した:無水マレイン酸1014モル、アゾビスイソブチロニトリル15モル、ジビニルベンゼン180モル、α-メチルスチレン850モル、酢酸イソアミル850L。
ポリマー反応タンクに以下の反応液を配合した:無水マレイン酸1014モル、アゾビスイソブチロニトリル12.2モル、ジビニルベンゼン200モル、α-メチルスチレン1000モル、酢酸イソアミル1000L。
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクV-13に貯蔵した。反応液混合容器R-11に以下の反応液を配合した:無水マレイン酸1014モル、アゾビスイソブチロニトリル12.2モル、ジビニルベンゼン200モル、α-メチルスチレン1000モル、酢酸イソアミル1000L。
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクV-13に貯蔵した。反応液混合容器R-11に以下の反応液を配合した:無水マレイン酸1014モル、アゾビスイソブチロニトリル10.14モル、ジビニルベンゼン150モル、α-メチルスチレン750モル、酢酸イソアミル900L。
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクV-13に貯蔵した。反応液混合容器R-11に以下の反応液を配合した:無水マレイン酸1014モル、アゾビスイソブチロニトリル15モル、ジビニルベンゼン180モル、α-メチルスチレン850モル、酢酸イソアミル850L。
ポリマー反応タンクに以下の反応液を配合した:無水マレイン酸1014モル、アゾビスイソブチロニトリル12.2モル、ジビニルベンゼン200モル、α-メチルスチレン1000モル、酢酸イソアミル1000L。
Claims (62)
- 前記アイオノマー中の前記金属カチオンのモル含有量は、前記アイオノマー中の前記構造単位Aの総モル量の10~120%を含む、請求項1に記載のアイオノマー。
- 前記アイオノマーの架橋度は65%以上である、請求項1又は2に記載のアイオノマー。
- 前記アイオノマーは、150~2000nmの平均粒径を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のアイオノマー。
- 前記構造単位Aと前記構造単位Bとの間のモル比は、100:(100~120)である、請求項1~4のいずれか一項に記載のアイオノマー。
- 前記構造単位Aと前記架橋構造単位との間のモル比は、100:(1~40)である、請求項1~5のいずれか一項に記載のアイオノマー。
- 前記架橋剤は、ジビニルベンゼン及び/又は少なくとも2つのアクリレート基を含むアクリレート架橋剤であり、
前記アクリレート基の構造式は、-O-C(O)-C(R’)=CH2、R’はH又はC1-C4アルキルである、請求項1~6のいずれか一項に記載のアイオノマー。 - 前記架橋剤は、ジビニルベンゼン、プロピレングリコールビス(メタ)アクリレート、エチレングリコールビス(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ビス(トリメチロールプロパン)テトラ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、フタル酸ジエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、及びエトキシル化多官能性アクリレート、からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項7に記載のアイオノマー。
- 前記C1-C20飽和アルキル基は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、tert-ブチル、n-ブチル、イソブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、2-メチルブチル、3-メチルブチル、シクロヘキシル、n-ノニル、イソノニル、デシル、2-プロピルヘプチル、2-エチルヘキシル、ドデシル、テトラデシル、セチル、及びステアリルからなる群から選択される、請求項1~8のいずれか一項に記載のアイオノマー。
- 前記金属カチオンは、Li+、Na+、K+ 、Ca2+ /2、Mg2+ /2、Ba2+ /2、及びZn2+ /2からなる群から選択される、請求項1~9のいずれか一項に記載のアイオノマー。
- (1)無水マレイン酸と、式(2)で表される構造単位Bを与えるモノマーMBと、架橋剤と、を有機溶媒中で開始剤の存在下で接触させて、反応させる工程と、
(2)工程(1)で得られた生成物中の無水マレイン酸単位を開環させる、開環工程と、を含む、請求項1~10のいずれか一項に記載のアイオノマーの製造方法。 - 工程(1)において、前記反応の条件は、前記アイオノマーの架橋度を65%以上にする、請求項11に記載の方法。
- 工程(1)において、前記架橋剤は、無水マレイン酸100モルに対して、1~40モルの量で使用される、請求項11又は12に記載の方法。
- 工程(1)において、前記有機溶媒は、有機酸のアルキルエステルを含み、任意にアルカン及び/又は芳香族炭化水素と混合される、請求項11~13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記有機酸のアルキルエステルが酢酸イソアミルである、請求項14に記載の方法。
- 工程(1)において、前記有機溶媒は、無水マレイン酸100モルに対して、50~150Lの量で使用される、請求項11~15のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(2)は、工程(1)で得られた前記生成物を水の存在下で塩類化のための塩基と反応させることで行われ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得る、請求項11~16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記塩基は、金属水酸化物及び/又は金属酢酸塩から選択される、請求項17に記載の方法。
- 前記塩基は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、及び酢酸亜鉛、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項18に記載の方法。
- 前記塩基は、無水マレイン酸100モルに対して、10~200モルの量で使用される、請求項17~19のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(2)は、工程(1)で得られた前記生成物を塩基及び飽和一価アルコールと混合及び反応させることによって行われ、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得る、請求項11~16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記塩基は、金属水酸化物、金属酢酸塩、及び金属アルコキシドからなる群から選択される少なくとも1つである、請求項21に記載の方法。
- 前記塩基は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢酸亜鉛、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、ナトリウムtert-ブトキシド、ナトリウムtert-ペントキシド、ナトリウムイソオクトキシド、カリウムメトキシド、リチウムメトキシド、亜鉛メトキシド、マグネシウムメトキシド、カルシウムメトキシド、カリウムエトキシド、バリウムエトキシド、カルシウムエトキシド、リチウムエトキシド、及びカリウムtert-ブトキシド、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項22に記載の方法。
- 前記塩基は、無水マレイン酸100モルに対して、5~100モルの量で使用される、請求項21~23のいずれか一項に記載の方法。
- 前記飽和一価アルコールは、C1-C20飽和一価アルコールから選択される、請求項21~24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記飽和一価アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、tert-ブタノール、ペンタノール、2-メチルブタノール、3-メチルブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、イソノナノール、デカノール、2-プロピルヘプタノール、2-エチルヘキサノール、ドデカノール、テトラデカノール、セチルアルコール、及びステアリルアルコール、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項25に記載の方法。
- 前記飽和一価アルコールは、無水マレイン酸100モルに対して、100~20000モルの量で使用される、請求項21~26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アイオノマーは、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球であり、
(1)無水マレイン酸と式(I)で表されるモノマーMBとを、共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合反応させることで、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程と、
(3)前記分離固体含有相を洗浄ユニットに供給し、少なくとも1回のアルコール洗浄及び連続的な第2の分離を行い、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程と、
(4)前記コポリマースラグ相を塩基のアルコール溶液と反応させ、得られた前記生成物を連続的に第3の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液-IIを得る工程と、
(5)前記遠心分離スラグ相を乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得る工程と、
(6)前記分離液-I、前記分離液-II、及び前記洗浄上澄液を溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程(1)及び(3)に戻す工程と、を含む、請求項11~16及び21~27のいずれか一項に記載の方法。 - 工程(2)における前記第1の分離は、9000~60000の分離係数を有する、請求項28に記載の方法。
- 工程(3)における前記第2の分離は、9000~60000の分離係数を有する、請求項28又は29に記載の方法。
- 工程(4)における前記第3の分離は、9000~60000の分離係数を有する、請求項28~30のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(3)において、前記アルコールは、メタノール又はエタノールから選択される、請求項28~31のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アイオノマーは、架橋マレイン酸アイオノマー微小球であり、
(1)無水マレイン酸と式(I)で表されるモノマーMBとを、共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合反応させ、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程と、
(3)前記分離固体含有相をアルカリ液と反応させ、得られた前記生成物を連続的に第2の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液-IIを得る工程と、
(4)前記遠心分離スラグ相を洗浄ユニットに導入し、少なくとも1回のアルコール洗浄及び第3の分離を行い、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程と、
(5)前記アイオノマースラグ相を乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得る工程と、
(6)前記分離液-I、前記分離液-II、及び前記洗浄上澄液を溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程(1)及び(4)に戻す工程と、を含む、請求項11~20のいずれか一項に記載の方法。 - 工程(2)における前記第1の分離は、9000~60000の分離係数を有する、請求項33に記載の方法。
- 工程(3)における前記第2の分離は、9000~60000の分離係数を有する、請求項33又は34に記載の方法。
- 工程(4)における前記第3の分離は、9000~60000の分離係数を有する、請求項33~35のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(4)において、前記アルコールは、メタノール又はエタノールから選択される、請求項33~36のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(3)において、前記反応は、20~80℃の温度で0.5~8時間行われる、請求項33~37のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載のアイオノマーの、ポリエチレンテレフタレートの改質のための核剤としての使用。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載のアイオノマーを、核剤として含む、ポリエチレンテレフタレート組成物。
- 連続的に連通する共重合ユニット、洗浄ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え、
前記共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第1の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液-Iを得るために使用され、
前記洗浄ユニットは、前記分離固体含有相を少なくとも1回のアルコール洗浄及び連続的な第2の分離にかけて、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され、
前記アイオノマー形成反応ユニットは、前記コポリマースラグ相を反応させ、製造されたアイオノマー反応液を第3の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液-IIを得るために使用され、
前記乾燥ユニットは、前記遠心分離スラグ相を乾燥させて、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され、
前記溶媒回収ユニットは、前記分離液-I、前記分離液-II、及び前記洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた前記回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ前記共重合ユニット及び前記洗浄ユニットに戻すために使用され、
このシステムは、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される、
請求項28~32のいずれか一項に記載の方法を実施するためのシステム。 - 前記共重合ユニットは、反応溶媒貯蔵タンク(V-13)、反応液混合容器(R-11)、共重合反応器(R-12)、第1ディスク遠心分離機(S-21)、第1オンライン濁度計(A-21)、及び分離液貯蔵タンク(V-25)を備え、
前記反応溶媒貯蔵タンク(V-13)は、前記反応溶媒を貯蔵するために使用され、
前記反応液混合容器(R-11)は、前記反応溶媒と前記反応の原料とを反応液に混合するために使用され、
前記共重合反応器(R-12)は、前記反応液の共重合反応を連続的に行うために使用され、
得られた前記ポリマー母液は、連続的な前記第1の分離のために前記第1ディスク遠心分離機(S-21)に連続的に流入し、得られた前記分離液-Iは、前記第1オンライン濁度計(A-21)を通過し、前記共重合反応器(R-12)又は前記分離液貯蔵タンク(V-25)に導入される、請求項41に記載のシステム。 - 前記第1オンライン濁度計(A-21)と前記共重合反応器(R-12)との間、及び前記第1オンライン濁度計(A-21)と前記分離液貯蔵タンク(V-25)との間にそれぞれバルブが設けられ、前記分離液-Iの濁度が基準に達しているときには前記分離液-Iを前記分離液貯蔵タンク(V-25)に導入し、前記分離液-Iの濁度が前記基準に達していないときには前記分離液-Iを前記共重合反応器(R-12)に導入する、請求項42に記載のシステム。
- 前記洗浄ユニットは、アルコール貯蔵タンク(V-27)、上澄液貯蔵タンク(V-26)、及び少なくとも1組の洗浄装置を備え、前記洗浄装置の各組は、洗浄容器(R-22)、第2ディスク遠心分離機(S-22)、及び第2オンライン濁度計(A-22)を備え、
アルコール貯蔵タンク(V-27)は、アルコール溶媒を貯蔵するために使用され、
洗浄容器(R-22)は、前記分離固体含有相を前記アルコール溶媒で連続アルコール洗浄し、分散スラリーを得るために使用され、
前記分散スラリーは、連続的な前記第2の分離のために前記第2ディスク遠心分離機(S-22)に連続的に導入され、得られた前記洗浄上澄液は、前記第2オンライン濁度計(A-22)を通過し、次いで前記洗浄容器(R-22)又は前記上澄液貯蔵タンク(V-26)に導入される、請求項42または43に記載のシステム。 - 前記第2オンライン濁度計(A-22)と前記洗浄容器(R-22)との間、及び前記第2オンライン濁度計(A-22)と前記上澄液貯蔵タンク(V-26)との間にそれぞれバルブが設けられ、前記洗浄上澄液の濁度が基準に達しているときには前記洗浄上澄液を前記上澄液貯蔵タンク(V-26)に導入し、前記洗浄上澄液の濁度が前記基準に達していないときには前記洗浄上澄液を前記洗浄容器(R-22)に導入する、請求項44に記載のシステム。
- 前記アイオノマー形成反応ユニットは、アルカリ液タンク(V-31)、アイオノマー反応器(R-32)、第3ディスク遠心分離機(S-31)、及び第3オンライン濁度計(A-31)を備え、
アルカリ液タンク(V-31)は、塩基のアルコール溶液を貯蔵して、それを前記反応に提供するために使用され、
アイオノマー反応器(R-32)は、前記コポリマースラグ相と塩基のアルコール溶液との反応を行うために使用され、
得られた前記アイオノマー反応液は、連続的な第3の分離のために前記第3ディスク遠心分離機(S-31)に連続的に流入し、得られた前記分離液-IIは、前記第3オンライン濁度計(A-31)を通過し、次いで前記アイオノマー反応器(R-32)又は前記上澄液貯蔵タンク(V-26)に導入される、請求項44または45に記載のシステム。 - 前記第3オンライン濁度計(A-31)と前記アイオノマー反応器(R-32)との間、及び前記第3オンライン濁度計(A-31)と前記上澄液貯蔵タンク(V-26)との間にそれぞれバルブが設けられ、前記分離液-IIの濁度が基準に達しているときには前記分離液-IIを前記上澄液貯蔵タンク(V-26)に導入し、前記分離液-IIの濁度が前記基準に達していないときには前記分離液-IIを前記アイオノマー反応器(R-32)に導入する、請求項46に記載のシステム。
- 前記乾燥ユニットは、乾燥機(G-41)、凝縮器(E-41)、及び乾燥凝縮液タンク(V-41)を備え、
前記乾燥機(G-41)は、前記遠心分離スラグ相を乾燥させて、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され、
前記凝縮器(E-41)は、前記乾燥凝縮液タンク(V-41)と連通しており、前記乾燥機(G-41)から排出された気体溶媒を液体に凝縮するために使用され、その液体は前記乾燥凝縮液タンク(V-41)に導入され、
前記乾燥凝縮液タンク(V-41)は、アルコール貯蔵タンク(V-27)と連通している、請求項44~47のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記溶媒回収ユニットは、アルコール溶媒回収装置及び反応溶媒回収装置を備え、
前記アルコール溶媒回収装置は、前記上澄液貯蔵タンク(V-26)、前記アルコール貯蔵タンク(V-27)、及び前記反応溶媒回収装置と連通しており、前記洗浄上澄液中のアルコール溶媒を前記上澄液貯蔵タンク(V-26)から回収し、それを前記アルコール貯蔵タンク(V-27)に戻すために使用され、前記洗浄上澄液の残りの残留液は、前記反応溶媒回収装置に導入され、
前記反応溶媒回収装置は、前記分離液貯蔵タンク(V-25)及び前記反応溶媒貯蔵タンク(V-13)と連通しており、前記分離液貯蔵タンク(V-25)から前記分離液を回収し、且つ前記残留液中の前記反応溶媒を回収し、前記反応溶媒貯蔵タンク(V-13)に戻すために使用される、請求項44~48のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記アルコール溶媒回収装置は、アルコール精留塔(T-51)、アルコール熱交換器(E-51)、アルコール凝縮液タンク(V-51)、及び残留液リボイラー(E-52)を備え、
前記アルコール精留塔(T-51)は、前記上澄液貯蔵タンク(V-26)からの前記洗浄上澄液を蒸留するために使用され、前記アルコール精留塔(T-51)の頂部から排出されたアルコール蒸気は、前記アルコール熱交換器(E-51)及び前記アルコール凝縮液タンク(V-51)を連続的に通過することによって、前記回収アルコールを得、前記回収アルコールの一部は、前記アルコール精留塔(T-51)に戻され、前記回収アルコールの他の部分は、前記洗浄ユニットで再使用するために前記アルコール貯蔵タンク(V-27)に戻され、
残留液は、前記アルコール精留塔(T-51)の底部から排出され、前記残留液の一部は、前記残留液リボイラー(E-52)を通過した後、前記アルコール精留塔(T-51)に戻され、前記残留液の他の部分は、前記反応溶媒回収装置に導入される、
請求項49に記載のシステム。 - 前記反応溶媒回収装置は、供給タンク(V-55)、反応溶媒精留塔(T-52)、溶媒熱交換器(E-53)、溶媒凝縮液タンク(V-53)、及び廃液リボイラー(E-54)を備え、
前記供給タンク(V-55)は、前記アルコール精留塔(T-51)の底部及び前記分離液貯蔵タンク(V-25)と連通しており、前記残留液と前記分離液貯蔵タンク(V-25)からの前記分離液とを混合して供給物として使用するために、使用され、
前記反応溶媒精留塔(T-52)は、前記供給物を分留するために使用され、前記反応溶媒精留塔(T-52)の頂部から排出される溶媒蒸気は、前記溶媒熱交換器(E-53)及び前記溶媒凝縮液タンク(V-53)を順次通ることによって、回収溶媒を得、前記回収溶媒の一部は、前記反応溶媒精留塔(T-52)に戻され、前記回収溶媒の他の部分は、前記反応溶媒貯蔵タンク(V-13)に戻され、前記共重合ユニットで再利用され、
廃液は、前記反応溶媒精留塔(T-52)の底部から排出され、前記廃液の一部は、前記廃液リボイラー(E-54)を通過した後、前記反応溶媒精留塔(T-52)に戻され、前記廃液の他の部分は排出される、請求項50に記載のシステム。 - 連続的に連通する共重合ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、洗浄ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え、
前記共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第1の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液-Iを得るために使用され、
前記アイオノマー形成反応ユニットは、前記分離固体含有相を反応させ、製造された生成物を第2の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液-IIを得るために使用され、
前記洗浄ユニットは、前記遠心分離スラグ相を少なくとも1回のアルコール洗浄及び連続的な第3の分離にかけて、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され、
前記乾燥ユニットは、前記アイオノマースラグ相を乾燥させ、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され、
前記溶媒回収ユニットは、前記分離液-I、前記分離液-II、及び前記洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ前記共重合ユニット、前記洗浄ユニットに戻すために使用され、
このシステムは、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される、請求項33~38のいずれか一項に記載の方法を実施するためのシステム。 - 前記共重合ユニットは、反応溶媒貯蔵タンク(V-13)、反応液混合容器(R-11)、共重合反応器(R-12)、第1ディスク遠心分離機(S-21)、第1オンライン濁度計(A-21)、及び分離液貯蔵タンク(V-25)を備え、
前記反応溶媒貯蔵タンク(V-13)は、前記反応溶媒を貯蔵するために使用され、
前記反応液混合容器(R-11)は、前記反応溶媒と1つ以上の反応の原料とを反応液に混合するために使用され、
前記共重合反応器(R-12)は、前記反応液の共重合反応を連続的に行うために使用され、
得られた前記ポリマー母液は、連続的な前記第1の分離のために前記第1ディスク遠心分離機(S-21)に連続的に流入し、得られた前記分離液-Iは、前記第1オンライン濁度計(A-21)を通過し、前記共重合反応器(R-12)又は前記分離液貯蔵タンク(V-25)に導入される、請求項52に記載のシステム。 - 前記第1オンライン濁度計(A-21)と前記共重合反応器(R-12)との間、及び前記第1オンライン濁度計(A-21)と前記分離液貯蔵タンク(V-25)との間にそれぞれバルブが設けられ、前記分離液-Iの濁度が基準に達しているときには前記分離液-Iを前記分離液貯蔵タンク(V-25)に導入し、前記分離液-Iの濁度が前記基準に達していないときは前記分離液-Iを前記共重合反応器(R-12)に導入する、請求項53に記載のシステム。
- 前記アイオノマー形成反応ユニットは、アルカリ溶解容器(R-21)、アルカリ液タンク(V-31)、アイオノマー反応器(R-32)、第2ディスク遠心分離機(S-22)、第2オンライン濁度計(A-22)、及び第3オンライン濁度計(A-31)を備え、
前記アルカリ溶解容器(R-21)は、塩基を水に溶解してアルカリ液にするために使用され、
前記アルカリ液タンク(V-31)は、前記アルカリ液を貯蔵し、それを前記反応に供給するために使用され、
前記アイオノマー反応器(R-32)は、前記分離固体含有相と前記アルカリ液との反応のために使用され、
得られたアイオノマー反応液は、連続的な前記第2の分離のために前記第2ディスク遠心分離機(S-22)に連続的に流入し、得られた前記水相は、前記第2オンライン濁度計(A-22)を通過し、前記分離液-IIは、前記第3オンライン濁度計(A-31)を通過した後、前記アイオノマー反応器(R-32)、前記分離液貯蔵タンク(V-25)、又は前記アルカリ溶解容器(R-21)に導入される、請求項53または54に記載のシステム。 - 前記第2オンライン濁度計(A-22)と前記アイオノマー反応器(R-32)との間、前記第2オンライン濁度計(A-22)と前記アルカリ溶解容器(R-21)との間、前記第3オンライン濁度計(A-31)と前記アイオノマー反応器(R-32)との間、及び前記第3オンライン濁度計(A-31)と前記分離液貯蔵タンク(V-25)との間に、それぞれバルブが配置され、前記分離液-IIの濁度が基準に達しているときには前記分離液貯蔵タンク(V-25)に前記分離液-IIを導入し、前記水相の濁度が前記基準に達しているときには前記アルカリ溶解容器(R-21)に前記水相を導入し、それらが前記基準に達していないときには前記アイオノマー反応器(R-32)に前記水相と前記分離液-IIとを導入する、請求項55に記載のシステム。
- 前記洗浄ユニットは、アルコール貯蔵タンク(V-27)、上澄液貯蔵タンク(V-26)、及び少なくとも1組の洗浄装置を備え、前記洗浄装置の各組は、洗浄容器(R-22)、第3ディスク遠心分離機(S-31)、及び第4オンライン濁度計(A-41)を備え、
アルコール貯蔵タンク(V-27)は、アルコール溶媒を貯蔵するために使用され、
洗浄容器(R-22)は、連続的に前記遠心分離スラグ相を前記アルコール溶媒でアルコール洗浄し、分散スラリーを得るために使用され、
前記分散スラリーは、連続的な前記第3の分離のために前記第3ディスク遠心分離機(S-31)に連続的に導入され、得られた前記洗浄上澄液は前記第4オンライン濁度計(A-41)を通過し、次いで前記洗浄容器(R-22)又は前記上澄液貯蔵タンク(V-26)に導入される、
請求項53~56のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記第4オンライン濁度計(A-41)と前記洗浄容器(R-22)との間、前記第4オンライン濁度計(A-41)と前記上澄液貯蔵タンク(V-26)との間に、それぞれバルブが設けられ、前記洗浄上澄液の濁度が基準に達しているときには前記洗浄上澄液を前記上澄液貯蔵タンク(V-26)に導入し、前記洗浄上澄液の濁度が前記基準に達していないときには前記洗浄上澄液を前記洗浄容器(R-22)に導入する、請求項57に記載のシステム。
- 前記乾燥ユニットは、乾燥機(G-41)、凝縮器(E-41)、及び乾燥凝縮液タンク(V-41)を備え、
前記乾燥機(G-41)は、前記アイオノマースラグ相を乾燥させ、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され、
前記凝縮器(E-41)は、前記乾燥凝縮液タンク(V-41)と連通しており、前記乾燥機(G-41)から排出された気体溶媒を液体に凝縮するために使用され、前記液体は前記乾燥凝縮液タンク(V-41)に導入され、
前記乾燥凝縮液タンク(V-41)は、アルコール貯蔵タンク(V-27)と連通している、請求項57または58に記載のシステム。 - 前記溶媒回収ユニットは、アルコール溶媒回収装置及び反応溶媒回収装置を備え、
前記アルコール溶媒回収装置は、前記上澄液貯蔵タンク(V-26)、前記アルコール貯蔵タンク(V-27)、及び前記反応溶媒回収装置と連通しており、前記洗浄上澄液中のアルコール溶媒を前記上澄液貯蔵タンク(V-26)から回収し、それを前記アルコール貯蔵タンク(V-27)に戻すために使用され、前記洗浄上澄液の残りの残留液は、前記反応溶媒回収装置に導入され、
前記反応溶媒回収装置は、前記分離液貯蔵タンク(V-25)及び前記反応溶媒貯蔵タンク(V-13)と連通しており、前記分離液貯蔵タンク(V-25)から前記分離液を回収し、且つ前記残留液中の前記反応溶媒を回収し、前記反応溶媒貯蔵タンク(V-13)に戻すために使用される、請求項57~59のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記アルコール溶媒回収装置は、アルコール精留塔(T-51)、アルコール熱交換器(E-51)、アルコール凝縮液タンク(V-51)、及び残留液リボイラー(E-52)を備え、
前記アルコール精留塔(T-51)は、前記上澄液貯蔵タンク(V-26)からの前記洗浄上澄液を蒸留するために使用され、前記アルコール精留塔(T-51)の頂部から排出されたアルコール蒸気は、前記アルコール熱交換器(E-51)及びアルコール凝縮液タンク(V-51)を連続的に通過することによって、前記回収アルコールを得、前記回収アルコールの一部は、前記アルコール精留塔(T-51)に戻され、前記回収アルコールの他の部分は、前記洗浄ユニットで再使用するために前記アルコール貯蔵タンク(V-27)に戻され、
残留液は、前記アルコール精留塔(T-51)の底部から排出され、前記残留液の一部は、前記残留液リボイラー(E-52)を通過した後、前記アルコール精留塔(T-51)に戻され、前記残留液の他の部分は、前記反応溶媒回収装置に導入される、請求項60に記載のシステム。 - 前記反応溶媒回収装置は、供給タンク(V-55)、反応溶媒精留塔(T-52)、溶媒熱交換器(E-53)、溶媒凝縮液タンク(V-53)、及び廃液リボイラー(E-54)を備え、
前記供給タンク(V-55)は、前記アルコール精留塔(T-51)の底部及び前記分離液貯蔵タンク(V-25)と連通しており、前記残留液と前記分離液貯蔵タンク(V-25)からの前記分離液とを混合し供給物として使用するために、使用され、
前記反応溶媒精留塔(T-52)は、前記供給物を分留するために使用され、前記反応溶媒精留塔(T-52)の頂部から排出される溶媒蒸気は、前記溶媒熱交換器(E-53)及び前記溶媒凝縮液タンク(V-53)を順次通ることによって、回収溶媒を得、前記回収溶媒の一部は、前記反応溶媒精留塔(T-52)に戻され、前記回収溶媒の他の部分は、前記反応溶媒貯蔵タンク(V-13)に戻され、前記共重合ユニットで再利用され、
廃液は、前記反応溶媒精留塔(T-52)の底部から排出され、前記廃液の一部は、前記廃液リボイラー(E-54)を通過した後、前記反応溶媒精留塔(T-52)に戻され、前記廃液の他の部分は排出される、請求項61に記載のシステム。
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