JPS629604B2 - - Google Patents

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JPS629604B2
JPS629604B2 JP56055568A JP5556881A JPS629604B2 JP S629604 B2 JPS629604 B2 JP S629604B2 JP 56055568 A JP56055568 A JP 56055568A JP 5556881 A JP5556881 A JP 5556881A JP S629604 B2 JPS629604 B2 JP S629604B2
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rubber
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liquid
polymerization vessel
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JP56055568A
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Chihiro Fukumoto
Keishin Furukawa
Chikao Oda
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Hitachi Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F291/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds according to more than one of the groups C08F251/00 - C08F289/00
    • C08F291/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds according to more than one of the groups C08F251/00 - C08F289/00 on to elastomers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/60Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/70Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms
    • B01F27/701Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms comprising two or more shafts, e.g. in consecutive mixing chambers
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/20Stationary reactors having moving elements inside in the form of helices, e.g. screw reactors
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    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/02Polymerisation in bulk
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08F279/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of monomers having two or more carbon-to-carbon double bonds as defined in group C08F36/00 on to polymers of conjugated dienes
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐衝撃性ポリスチレンの連続製造方
法に関するものである。 スチレンのようなモノビニル芳香族化合物から
重合体を製造する場合、特に大形装置においては
重合反応により生成する重合熱および撹拌により
発生する撹拌熱等を除去して、重合液の温度を適
切に制御することが高品質のポリマーを得る上で
大きな問題となる。特に、連続バルク重合プロセ
スでは、重合反応の進行に伴なつて急激に重合液
粘度が高くなり、重合液からの除熱が甚だしく困
難となるため、液温を一定に制御することが大き
な課題となつている。 高粘度液からの除熱方法については従来より多
くの提案がなされており、例えば特開昭49−
107395号公報で提案されているように、重合液相
に重合液と密度の異なる非溶剤冷媒を撹拌共存さ
せて、冷媒に重合熱等を吸収させ、密度差によつ
て冷媒とポリマーとを分離した後、冷媒のみを反
応器外に抜き出して冷却し、再び反応器内に循環
させる方法がある。しかしながら、この方法は重
合液温度の制御は容易であるが、重合液と冷媒
(好ましくは水)との密度差による分離が事実上
困難であり、安定した連続運転が難しいという欠
点がある。 これに対し、反応器内を減圧下に保ちながら、
重合液中から未反応単量体や溶剤を蒸発させ、そ
の蒸発潜熱により除熱を行なう方法がある。この
方法は、蒸発潜熱により重合液を直接冷却するの
で除熱能力が大きく、かつ液温制御が容易である
が、減圧操作により重合液内部から蒸発が起こる
発泡現象のため、反応器の気層部に重合液が飛散
付着し、熱劣化、熱分解して重合液の品質に悪影
響を与え、また、発泡によつて反応器の容積効率
が低下する等の欠点がある。 一方、スチレンモノマーにゴムを添加して、懸
濁重合法により耐衝撃性ポリスチレンを製造する
場合、ゴムのスチレンモノマーへの溶解は、一般
にゴム溶解槽において、撹拌しながら常温から加
熱して溶解を完了させているため、連続運転がで
きないという欠点がある。 本発明は、上述した従来技術における欠点を解
消して耐衝撃性に富み、かつ残留単量体量が少な
い品質のすぐれた耐衝撃性ポリスチレンをバルク
重合で連続的に製造する方法を提供することを目
的としたものである。 本発明は、ゴムとスチレンモノマーを連続的に
横型多段槽よりなるゴム溶解槽に供給し、液の流
れ方向に各段毎に撹拌しながら昇温してゴムを完
全に溶解する工程と、ゴム溶解液を第1重合器に
供給してゴムの転相ならびに予備重合を行なわせ
る工程と、予備重合された重合液を横型重合器に
供給してバルク重合を行なわせながら前記横型重
合器の気層部より重合液表面に単量体を散布し、
散布した単量体のみ全量蒸発させて重合熱および
撹拌熱を除去する工程と、前記重合器より取出し
た重合液を脱モノマー機に供給して残留単量体を
除去する工程よりなることを特徴とするものであ
る。 以下、本発明の一実施例を第1図ないし第4図
によつて説明する。第1図において、1は各段毎
に撹拌機を備えた横型多段槽よりなるゴム溶解槽
で、各段の操作温度は1段目の常温から最終段の
重合温度まで段階的に昇温されるようになつてい
る。すなわち、懸濁重合法におけるゴムのスチレ
ンモノマーへの溶解、昇温、重合開始の各操作の
経時変化が、ゴム溶解槽1内の流れ方向に実現さ
れるように構成されている。2はゴム溶解槽1と
同様な横型多段槽よりなる第1重合器で、ゴムの
転相操作および予備重合を行なわせるため100〜
200℃(好ましくは100〜130℃)の温度で操作さ
れる。この場合、第1重合器2の出口重合率は約
30%程度とし、生成するポリマーの重合熱は外部
冷却ジヤケツト(図示省略)により除去される。
3は多数の円板翼を備えた回転軸を貫挿した横型
槽よりなる第2重合器で、減圧下で100〜200℃
(好ましくは100〜150℃)で操作され、第2重合
器3の出口重合率は約60%程度とする。4は最終
重合器としての横型重合器で、第2図、第3図に
示すようにジヤケツト付円筒状の本体15内に
は、平行に設けた2本の回転軸16a,16bに
8字形の環状支持板17aの先端にかき取り板1
7bを固着した複数個の撹拌翼17が取付けられ
ている。この撹拌翼17は、回転軸16a,16
bに軸と直角方向に、かつ相対応する位置に環状
支持板17aが取付けられ、この環状支持板17
aの先端に支持板と直角方向にかき取り板17b
が固着されており、2本の回転軸16a,16b
の相対応する撹拌翼17は、相互に90度位相をず
らして取付けられ、図示矢印の如く内側から外側
に向つて回転するように構成されている。18お
よび19は本体15の長手方向の一端および他端
に設けられた重合液入口および重合液出口、20
および21は本体15内の気相部の長手方向複数
個所に設けられた冷却用単量体の散布ノズルおよ
び蒸発した単量体を圧力調整弁22を介して取出
す揮発物出口であつて、横型重合器4は100〜230
℃(好ましくは100〜150℃)で操作され、重合液
出口19の重合率は約70〜85%程とする。5は急
速加熱式の脱モノマー機で、第4図に示すように
上部に重合液入口26を設け、下部にレシーバタ
ン27を取付け、揮発物出口28および重合液出
口29を設けた円筒状の本体25の内部に、上端
部に剪断発熱式の瞬間加熱器30を取付け、その
下部に本体25の内壁と僅少な間隙を有する傾斜
翼31を取付けた回転軸32が設けられており、
本体25およびレシーバタンク27内は200〜
0.5torrの真空下で操作される。6a〜6cはコ
ンデンサ、7a〜7cは真空ポンプ、8a,8b
は単量体タンク、9a,9bは単量体供給用のポ
ンプ、10はダイヘツド、11はクーリングバ
ス、12はチツプカツターである。 粉砕されたゴム片と常温のスチレンモノマーを
連続的にゴム溶解槽1内に供給し、液の流れ方向
にしたがつて各段毎に撹拌しながら昇温し、ゴム
溶解が完了したゴム溶解液は第1重合器2内に供
給される。しかして第1重合器2でゴムの転相が
行なわれ、重合率約30%程度まで予備重合されて
取出される。この場合、第1重合器2内の重合液
は比較的低粘度であるため、第1重合器2内で発
生する重合熱および撹拌熱は外部ジヤケツト(図
示省略)により容易に除去することができる。 第1重合器2より取出された重合液は、第2重
合器3に供給されて出口重合度約60%程度まで合
される。この場合、第2重合器3における除熱
は、前述した横型重合器4と同様に重合液表面に
単量体を散布して除熱(詳細後述)が行なわれ、
蒸発した単量体はコンデンサ6aで凝縮され、タ
ンク8aを経てポンプ9aにより循環使用され
る。第2重合器3より取出され、重合液入口18
より横型重合器4内に供給された重合液は、本体
15の内側より外側に向つて互いに反対方向に回
転する撹拌翼17により、撹拌ならびに引張り作
用を受けて常に表面更新されながら、順次重合液
出口19側に移送される。この場合、回転軸16
a,16bの相対する撹拌翼17および隣接する
撹拌翼17は、相互に90度の位相をずらして取付
られているため、本体15内の液相部はかき取り
板17bによつてデツドスペースなく撹拌され、
かつ重合液は撹拌翼17の回転により引張り作用
を受けるため共回りが防止され、重合度の進んだ
高粘度域においても、おのおのの撹拌翼17回り
では半径方向は完全混合状態に保たれる。また、
本体15内における重合温度を設定値に制御する
ため、軸方向の撹拌翼17の数に対応して区分化
された重合液表面に、その区分内で発生する重合
熱および撹拌熱に相当する顕熱および蒸発潜熱を
有する単量体量を各散布ノズル20より散布し、
更に操作温度が散布した単量体の沸点と同一温度
になるよう圧力調整弁22を調整することによ
り、重合液表面に散布された単量体の全量を蒸発
させて重合熱および撹拌熱を除去することができ
る。この場合、散布した単量体のみを蒸発させる
ことにより、重合液内部からの蒸発は起らず、し
たがつて、発泡現象、飛沫同伴現象は生じない。
しかして本体15で蒸発した単量体は、コンデン
サ6bで凝縮され、タンク8bを経てポンプ9b
により循環使用される。 横型重合器4より取出された単量体残量約15〜
30%の重合液は、脱モノマー機5の重合液入口2
6より本体25内に供給され、剪断発熱式の瞬間
加熱器30により剪断力を受けて短時間で加熱昇
温された後流下し、傾斜翼31の回転による遠心
力により本体25内壁に押しつけられて薄膜状に
展延されると同時に、傾斜翼31の回転による送
り作用を受けて表面更新を繰り返しながら流下
し、重合液中の残存単量体の大部分は蒸発して揮
発物出口28より取出され、コンデンサ6cで凝
縮されて原料スチレンモノマーとして再使用する
ため、ゴム溶解工程へ戻される。 しかして、レシーバタンク27を経て重合液出
口29より取出された残留単量体を除去した重合
液は、ダイヘツド10より線状に押し出され、ク
ーリングバス11で冷却された後チツプカツター
12より製品チツプとして取出される。上述した
ように、重合液の脱モノマー機5における平均滞
留時間は短時間であるため、加熱、昇温によるポ
リマーの熱分解、分子鎖切れ、劣化等を生ずるこ
となく、品質のすぐれた製品を得ることができ
る。 実施例 本発明の方法により、原料ゴム溶解液流量12
Kg/hで、下記の操作条件によつて耐衝撃性ポリ
スチレンの連続バルク重合を行ない、つぎの結果
を得た。 【表】
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による耐衝撃性ポリスチレンの
連続製造方法の一実施例を示す系統図、第2図は
最終重合機として使用する横型重合器の説明図、
第3図は同じく縦断面図、第4図は脱モノマー機
の縦断面図である。 1……ゴム溶解槽、2……第1重合器、3……
第2重合器、4……横型重合器、5……脱モノマ
ー機、6a〜6c……コンデンサ、7a〜7c…
…真空ポンプ、8a,8b……単量体タンク、9
a,9b……ポンプ、10……ダイヘツド、11
……クーリングバス、12……チツプカツター、
15,25……本体、16a,16b,32……
回転軸、17……撹拌翼、17a……環状支持
板、17b……かき取り板、18,26……重合
液入口、19,29……重合液出口、20……散
布ノズル、21,28……揮発物出口、22……
圧力調整弁、27……レシーバタンク、30……
瞬間加熱器、31……傾斜翼。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ゴムとスチレンモノマーを連続的に横型多段
    槽よりなるゴム溶解槽に供給し、液の流れ方向に
    各段毎に撹拌しながら昇温してゴムを完全に溶解
    する工程と、ゴム溶解液を第1重合器に供給して
    ゴムの転相ならびに予備重合を行なわせる工程
    と、予備重合された重合液を横型重合器に供給し
    てバルク重合を行なわせながら前記横型重合器の
    気層部より重合液表面に単量体を散布し、散布し
    た単量体のみ全量蒸発させて重合熱および撹拌熱
    を除去する工程と、前記横型重合器より取出した
    重合液を脱モノマー機に供給して残留単量体を除
    去する工程よりなることを特徴とする耐衝撃性ポ
    リスチレンの連続製造方法。
JP56055568A 1981-04-15 1981-04-15 Continuous preparation of high impact polystyrene Granted JPS57170914A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56055568A JPS57170914A (en) 1981-04-15 1981-04-15 Continuous preparation of high impact polystyrene
US06/366,303 US4419488A (en) 1981-04-15 1982-04-07 Process for continuous production of high impact polystyrene
DE3213735A DE3213735C2 (de) 1981-04-15 1982-04-14 Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von hochschlagfestem Polystyrol
GB8210862A GB2100272B (en) 1981-04-15 1982-04-14 Continous production of high impact polystyrene

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JPS57170914A JPS57170914A (en) 1982-10-21
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ID=13002312

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US (1) US4419488A (ja)
JP (1) JPS57170914A (ja)
DE (1) DE3213735C2 (ja)
GB (1) GB2100272B (ja)

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GB2100272B (en) 1984-09-26
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