JPH0517516A - 重合体溶液からの揮発物除去方法 - Google Patents

重合体溶液からの揮発物除去方法

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JPH0517516A
JPH0517516A JP16983191A JP16983191A JPH0517516A JP H0517516 A JPH0517516 A JP H0517516A JP 16983191 A JP16983191 A JP 16983191A JP 16983191 A JP16983191 A JP 16983191A JP H0517516 A JPH0517516 A JP H0517516A
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polymer
polymer solution
extruder
solution
volatile substances
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JP16983191A
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Hisao Anzai
久雄 安西
Eiichi Hamada
栄一 浜田
Masami Otani
正美 大谷
Yutaka Toyooka
豊 豊岡
Hisaya Yokohama
久哉 横浜
Yasunori Tsuneshige
保則 常重
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 重合体溶液から揮発物を連続的に除去するに
あたり、出口が押出機4に直結した加熱装置2に重合体
溶液を導入し、加熱温度において重合体溶液が有する蒸
気圧未満の圧力下で加熱して揮発物の少くとも一部を気
化せしめ、その後加熱装置出口において直ちにスクリュ
ー5にて重合物を掻き取ると同時に前記気化物を押出機
減圧ベント口より除去し、更に押出機内を前進させなが
ら下流に設けた減圧ベント口より残りの揮発物を除去す
る。 【効果】 本発明の方法によれば、塊状重合又は溶液重
合の後、低分子量重合体の副生を抑えながら重合体の変
質劣化を招くことなく重合体溶液から揮発物を除去する
ことが可能となり、工業上優れた効果を奏する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はビニル単量体を塊状重合
又は溶液重合した後重合体溶液から揮発物を除去する方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ビニル単量体(以下、モノマーと
略称する)の工業的重合方法として塊状重合法又は溶液
重合法が広く用いられている。これらの重合法において
は、重合終了後に重合液中に残存する未反応モノマーあ
るいは溶剤等の揮発物を除去することが必要であり、重
合体の変質劣化を招くことなく、且つ安定に行うことは
かなりの困難を伴う。従来、かかる重合体溶液から揮発
物を除去する方法としては次の如きものがある。
【0003】まず、重合体溶液を加熱した後、急激に減
圧雰囲気に暴露して瞬時に揮発物を気化分離する方法が
ある。この方法においては、揮発物が気化する時に奪う
蒸発潜熱によって重合体溶液の温度が下がり脱気効率が
低下するのを防止するために、重合体溶液をあらかじめ
かなり高温に加熱する必要がある。このためにオリゴマ
ー等の低分子量重合体の大量生成あるいは重合体の炭化
等の問題を招き易い。
【0004】次に、重合体溶液を減圧雰囲気下で薄膜状
に加熱壁面上を流下させながら揮発物を気化分離する方
法がある。この方法においては、加熱壁面近傍の脱気さ
れて粘稠となった重合体が自重流下する間滞留して変質
劣化を受け易い。
【0005】さらに特公昭48−29797号公報に
は、重合体溶液をそれが有する蒸気圧以下の圧力に減圧
して発泡させながら加熱管内を流下させ、加熱管出口に
直結した真空槽にフラッシュして揮発物を分離除去する
方法が示されている。この方法においては、揮発物を除
去された重合体を真空槽底部より取り出すことになる
が、真空槽底部に堆積した重合体の槽壁面近傍部は粘稠
なために高温下に長時間滞留することになり前記方法と
同様に変質劣化を受け易い。特に透明性を特徴とする重
合体の場合は着色を起し易い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、前記記載した如く重合体溶液から揮発物を除去
するに際して、重合体の変質劣化を招き易い従来方法の
欠点を改良することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、重合体溶液から揮発物を連続的に除去するにあた
り、出口が押出機に直結した加熱装置に重合体溶液を導
入し、加熱温度において重合体溶液が有する蒸気圧未満
の圧力下で加熱して揮発物の少くとも一部を気化せし
め、その後加熱装置出口において直ちにスクリューにて
重合物を掻き取ると同時に前記気化物を押出機減圧ベン
ト口より除去し、更に押出機内を前進させながら下流に
設けた減圧ベント口より残りの揮発物を除去することを
特徴とする重合体溶液からの揮発物の除去方法である。
【0008】揮発物を含有する重合体溶液はモノマーを
塊状重合又は溶液重合することによって得られる。すな
わち、モノマーに重合開始剤及び分子量調節剤更には必
要に応じて溶剤を加えて通常80〜180℃の温度で重
合を行うことにより、未反応モノマー、溶剤等の揮発物
を含有する重合体溶液が得られる。
【0009】重合体溶液を得るに用いられるモノマーは
特に制限はなく、代表的な例としては、メタクリル酸メ
チル又はこれと共重合可能なメタクリル酸エチル、メタ
クリル酸プロピル等のメタクリル酸エステルもしくはア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル
等のアクリル酸エステルとの混合物、更にはスチレン又
はこれと共重合可能なα−メチルスチレン、アクリロニ
トリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸、マレイ
ミド等との混合物が挙げられる。
【0010】重合開始剤としては一般的な有機過酸化物
又はアゾ化合物等のラジカル発生型開始剤が用いられ
る。
【0011】分子量調節剤を使用する場合は、アルキル
基又は置換アルキル基を有する第1級、第2級、第3級
メルカプタン、例えばn−ブチルメルカプタン、sec
−ブチルメルカプタン、tert−ブチルメルカプタ
ン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプ
タン等を用いることができる。
【0012】必要に応じて用いられる溶剤としては、通
常使用されるベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベ
ンゼン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、
テトラヒドロフラン等を挙げることができる。
【0013】重合を終了後、得られた重合体溶液を出口
が押出機に直結した加熱装置に導入し、加熱温度におい
て重合体溶液が有する蒸気圧未満の圧力下で加熱して揮
発物の少くとも一部を気化する。
【0014】加熱装置としては直管状の多管式タイプが
好しい。管の外部に通常160〜250℃の熱媒体を通
して管内部の重合体溶液を加熱する。管内部は加熱温
度、すなわち、熱媒体温度において重合体溶液が有する
蒸気圧未満の圧力に維持する。かかる圧力とするために
は、揮発物を一部気化せしめられて粘稠となった重合体
溶液が流動するに必要な圧力が加熱管内の蒸気圧以上と
ならないように加熱管の長さ、及び内径を慎重に選ばな
ければならない。
【0015】管内部の未反応モノマー及び溶剤等の揮発
物は加熱管から蒸発に必要な潜熱の補給を受けながら気
化するために、高温に加熱せずともよく低分子量重合体
の発生は最小限に抑えることが可能である。加熱装置出
口における重合体溶液中の揮発物残存量は加熱温度、加
熱管の伝熱面積等によって左右されるが、通常20重量
%以下、好しくは10重量%以下となるようにする。
【0016】揮発物の少くとも一部を気化せしめた重合
体溶液(以下、重合物と称する)を加熱装置出口におい
て直ちにスクリューにて掻き取ると同時に気化物を押出
機減圧ベント口より除去し、更に押出機内を前進させな
がら下流に設けた減圧ベント口より残りの揮発物を除去
する。
【0017】押出機としては一軸スクリュー又は二軸ス
クリューのいずれのタイプも使用することができる。加
熱装置内で気化した揮発物を除去するための減圧ベント
口は加熱装置と押出機の直結部より上流側又は下流側の
いずれ、もしくは両側に設けてもよい。更に下流に設け
るベント口の真空度は下流に行くほど高くすることが好
しい。
【0018】加熱装置を押出機に直結して加熱装置から
出た重合物を直ちにスクリューにて掻き取ることによ
り、粘稠な重合物が高温下に長時間滞留して変質劣化す
るのを防止することができる。本発明方法によれば、揮
発物除去操作を受ける間、すなわち、重合体溶液が加熱
装置に入り押出機より排出されるまでの間、重合体が高
温下に長時間滞留することによって変質劣化する不具合
を避けることができる。
【0019】以下、本発明を図1によって説明する。
【0020】重合体溶液1は加熱装置2に導入される。
加熱装置2は直管状の加熱管3を有し出口は押出機4に
直結されている。加熱管3の内部圧は、その出口を減圧
状態の押出機4に開放することにより、管外を流れる熱
媒体温度において重合体溶液が有する蒸気圧未満に保持
される。重合体溶液1は加熱装置2内で揮発物の少くと
も一部を気化された後、出口で押出機4のスクリュー5
によって直ちに掻き取られると同時に気化した揮発物は
上流に設けた減圧ベント口6より減圧ライン7を通り除
去される。スクリュー5によって掻き取られた重合物は
押出機4内を前進しながら下流に設けた減圧ベント口
8,10より減圧ライン9,11を通り残りの揮発物を
除去された後ストランド12に賦形される。
【0021】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
【0022】実施例1 図1に示す装置を用いて実施した。加熱装置は内径2
1.4mm、長さ2,500mmの加熱管12本より構成さ
れる。押出機はスクリュー径44mmの二軸タイプでL/
D=25、減圧ベント口は加熱装置接続部より上流に1
個、それより下流に2個の合計3個設けてある。
【0023】スチレン55重量部、アクリロニトリル2
5重量部及びメチルエチルケトン20重量部の混合物に
パーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン
0.02重量部及びn−ドデシルメルカプタン0.21
重量部を混合した後145℃で重合し、得られた56重
量%の重合体を含有する重合体溶液を図1に示す加熱装
置に41kg/時で供給して揮発物の除去を行った。加熱
管外部には210℃の熱媒体を流した。加熱管入口部に
おける圧力は4.6kg/cm2 ・ Gであり、210℃にお
いて重合体溶液が有する蒸気圧以下であることを確認し
た。押出機のスクリューを80r.p.m.で回転し、最上流
のベント部及びフィード部を250℃、下流の2つのベ
ント部を260℃、ダイス部を240℃の熱媒体温度と
し、ベント口の圧力は上流よりそれぞれ600mmHg,3
0mmHg,15mmHgとした。ダイスより得られた重合体ス
トランドを冷却後、残存揮発物を測定したところ0.1
2重量%、ゲルパーミエーションクロマトグラフで測定
した重合体分子量分布の広がりを示す分散指数、すなわ
ち重量平均分子量と数平均分子量の比は1.9と良好な
ものであった。得られた重合体のその他の物性は以下の
如くである。
【0024】 メルトフローレート(ASTMD−1238,200℃,5kg) 2.1g/10分 曲げ強度(ASTMD−790,1/4″) 1180kg/cm2 曲げ弾性率(ASTMD−790,1/4″) 38500kg/cm2
【0025】比較例1 実施例1において加熱装置と押出機の結合部にバルブを
挿入して加熱管入口部における圧力を20kg/cm2 ・G
となるように調整し、管外の熱媒体温度210℃におけ
る重合体溶液の蒸気圧以上とした他は全く同様にして実
施した。得られた重合体の残存揮発物を測定したところ
0.23重量%、重合体分子量分布の広がりを示す分散
指数は2.6と実施例1と比較して劣るものであった。
分散指数が大きくなったのは低分子量重合体が多量生成
したためと考えられる。
【0026】実施例2 メタクリル酸メチル99重量部、アクリル酸メチル1重
量部のモノマー混合物にジ−tert−ブチルパーオキ
サイド0.0021重量部、n−オクチルメルカプタン
0.24重量部を混合した後155℃にて重合し、52
重量%の重合体を含有する重合体溶液をつくり、29kg
/時で図1の加熱装置に供給して実施例1と同様にして
揮発物の除去を行った。但し、加熱管外部の熱媒体温度
は240℃とした。得られた重合体の揮発物残存量を測
定したところ0.15重量%、黄色度指数YI(AST
MD−1925,3m/m厚さ成形板)は0.45と良
好なものであった。その他の物性は以下の如くである。
【0027】 メルトフローレート(ASTMD−1238,230℃,10kg) 7.6g/10分 曲げ強度(ASTMD−790,1/4″) 1180kg/cm2 曲げ弾性率(ASTMD−790,1/4″) 32000kg/cm2 比較例2 実施例2において加熱装置を押出機に代えて内容積30
0リットルの真空槽に直結した。真空槽外部にはジャケ
ットを介して260℃の熱媒体を循環した。槽底部には
重合体を取り出すためのギヤポンプを取り付け、槽上部
に揮発物排出口を設けた。真空槽内は30mmHgとした。
真空槽底部に溜った重合体をギヤポンプにより取り出し
ストランド状に賦形した。このようにして得られた重合
体の揮発物残存量を測定したところ0.38重量%、黄
色度指数YIは0.87と実施例2と比較して劣るもの
であった。黄色度指数が大きくなったのは真空槽底部に
長時間滞留した重合体が混入したためと考えられる。
【0028】
【発明の効果】本発明の方法によれば、塊状重合又は溶
液重合の後、低分子量重合体の副生を抑えながら重合体
の変質劣化を招くことなく重合体溶液から揮発物を除去
することが可能となり、工業上優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に使用される装置例である。
【符号の説明】
1 重合体溶液ライン 2 加熱装置 3 加熱管 4 押出機 5 スクリュー 6,8,10 ベント口 7,9,11 減圧ライン 12 重合体ストランド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊岡 豊 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社大竹事業所内 (72)発明者 横浜 久哉 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社大竹事業所内 (72)発明者 常重 保則 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社大竹事業所内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 重合体溶液から揮発物を連続的に除去す
    るにあたり、出口が押出機に直結した加熱装置に重合体
    溶液を導入し、加熱温度において重合体溶液が有する蒸
    気圧未満の圧力下で加熱して揮発物の少くとも一部を気
    化せしめ、その後加熱装置出口において直ちにスクリュ
    ーにて重合物を掻き取ると同時に前記気化物を押出機減
    圧ベント口より除去し、更に押出機内を前進させながら
    下流に設けた減圧ベント口より残りの揮発物を除去する
    ことを特徴とする重合体溶液からの揮発物の除去方法。
JP16983191A 1991-07-10 1991-07-10 重合体溶液からの揮発物除去方法 Pending JPH0517516A (ja)

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