MX2015002970A - Proceso para producir la solucion de polimero a base de acrilonitrilo, dispositivo cortante, proceso para producir la fibra a base de acrilonitrilo, y proceso para producir la fibra de carbono. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo con la cual es posible disolver uniforme y eficientemente un polímero a base de acrilonitrilo en un solvente, evitar la obstrucción del filtro o de la tobera para hilar, y producir establemente una solución de polímero a base de acrilonitrilo. El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo comprende suministrar una mezcla del polímero y de un solvente a la cámara de dispersión de un dispositivo cortante que comprende un cilindro y un rotor que gira dentro del cilindro, girando el rotor bajo las siguientes condiciones para aplicar fuerza cortante a la mezcla, y posteriormente calentar la mezcla obtenida para obtener una solución de polímero a base de acrilonitrilo. W = (W1-W2)/M = 0.12 (kWh/kg). W1, W2, y M se definen en la descripción. Alternativamente, las condiciones pueden cambiarse de manera que W = 1.60, y pueda omitirse el calentamiento.

Description

PROCESO PARA PRODUCIR LA SOLUCIÓN DE POLÍMERO A BASE DE ACRILONITRILO. DISPOSITIVO CORTANTE. PROCESO PARA PRODUCIR LA FIBRA A BASE DE ACRILONITRILO. Y PROCESO PARA PRODUCIR LA FIBRA DE CARBONO Campo de la Invención La presente invención se refiere a un proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo, y se relaciona con un proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo que no tiene ninguna producción de gel puesto que el polímero a base de acrilonitrilo se disuelve homogeneamente en un solvente. La invención también se relaciona con un dispositivo cortante adecuado para realizar el proceso anteriormente mencionado, un proceso para producir una fibra a base de acrilonitrilo al usar el proceso anteriormente mencionado, y un proceso para producir una fibra de carbono que tiene la fibra a base de acrilonitrilo como un precursor.

Antecedentes de la Invención Como un proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo de una téenica relacionada, un método de calentar una mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente al usar un intercambiador de calor tipo doble tubo o un intercambiador de calor tipo múltiples tubos y disolviendo el polímero a base de acrilonitrilo en el solvente se conoce.

Cuando el polímero a base de acrilonitrilo es mezclado y dispersado como un polvo en un solvente, sólo el perímetro de una masa de polvo de polímero a base de acrilonitrilo es disuelto por el solvente y el solvente no se impregna en el interior del grumo, y así un producto de dispersión pobre puede ser fácilmente producido. Tal producto de dispersión pobre permanece sin disolver hasta el final, incluso despues que pasa a través de un cambiador de calor de una etapa de disolución, y así por lo tanto hay un caso en el cual un polímero a base de acrilonitrilo sin disolver está presente como residuos. Debido a tal producto sin disolver, un filtro para filtrar el polímero a base de acrilonitrilo puede obstruirse fácilmente.

En el Documento de Patente 1 , se describe un proceso de disolución para disolver un polímero a base de acrilonitrilo al usar un dispositivo equipado con un cilindro y de un rotor instalados en el interior del cilindro, en el cual los miembros de perno están instalados en forma saliente en cada uno del mismo, y se logra la disolución basa en la generación de calor causada por la fuerza cortante que ocurre entre los miembros de perno.

LISTA DE CITAS DOCUM ENTO DE PATENTE Documento de Patente 1 : J P 2002-45671 A Breve Descripción de la Invención PROBLEMA QUE SE SOLUCIONARÁ POR LA INVENCIÓN El proceso de disolución del Documento de Patente 1 es, desde el punto de vista de disolver homogéneamente un polímero a base de acrilonitrilo en un solvente, un proceso mejorado. Sin embargo, todavía se requiere para mejorar aún más la solubilidad del polímero a base de acrilonitrilo. De hecho, cuando se hace la valoración basada en la descripción de los Ejemplos del Documento de Patente 1 , el índice W, que será descrito más adelante detalladamente, se cree para ser de aproximadamente 0.2 kWh/kg . Así, el nivel del aumento de presión (un indicador de solubilidad) se mejora de acuerdo con una prueba de aumento de presión filtrante comparada al caso de usar un intercambiador de calor tipo doble tubo. Sin embargo, se requiere una mejora adicional de solubilidad .

Un objeto de la invención es proporcionar un proceso para producir estable una solución de polímero a base de acrilonitrilo con el cual una solución de polímero a base de acrilonitrilo pueda ser homogeneamente y disolverse eficientemente en un solvente de modo que la obstrucción de un filtro o de una tobera para hilar se inhiba , y también un dispositivo cortante que pueda usarse adecuadamente para realizar el proceso.

Otro objeto es proporcionar un proceso para producir una fibra a base de acrilonitrilo al usar la solución de polímero a base de acrilonitrilo obtenida del mismo y un proceso para producir una fibra de carbono que tiene la fibra a base de acrilonitrilo como un precursor.

Medios Para Solucionar el Problema De acuerdo con cada modalidad de la invención , se proporcionan un proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo, un dispositivo cortante, un proceso para producir una fibra a base de acrilonitrilo, y un proceso para producir una fibra de carbono como se describe a continuación . 1 ) un proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo que incluye suministrar una mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente para una cámara de dispersión de un dispositivo cortante que tiene un cilindro y un rotor que gira dentro del cilindro, que gira el rotor bajo las siguientes condiciones para aplicar fuerza cortante a la mezcla , y despues de esto calienta la mezcla obtenida para obtener una solución de polímero a base de acrilonitrilo: W = (W, - W2)/M > 0.12 (kWh/kg), en la cual W, es una energía eléctrica (kW) requerida para girar el rotor al momento de aplicar la fuerza cortante a la mezcla; W2 es una energía eléctrica (kW) requerida para obtener el mismo número de rotación como el número de rotación del rotor al momento de obtener Wi cuando, en vez de la mezcla, se usa agua en la misma cantidad de flujo de masa como la mezcla ; y M es una cantidad de flujo de masa (kg/h) del polímero a base de acrilonitrilo suministrado a la cámara de dispersión al momento de obtener ^N^ . 2) El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo descrita en 1 ), en el cual W es 4.00 kWh/kg o menos. 3) El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo descrita en 1 ), en el cual W es menor de 1 .60 kWh/kg. 4) El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo descrita en cualquiera de 1 ) a 3), en el cuales la mezcla es calentada de 100 a 130°C durante el calentamiento. 5) El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo descrita en de 1 ) a 4), en el cual, para el calentamiento, el calentamiento se realiza al usar por lo menos uno de los medios seleccionados de un intercambiador de calor y un tanque de control de temperatura y un mezclador tipo perno se usa como dispositivo cortante. 6) Un proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo que incluye suministrar una mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente a un cámara de dispersión de un dispositivo cortante que tiene un cilindro y un rotor que gira dentro del cilindro y girar el rotor bajo las siguientes condiciones para aplicar la fuerza cortante a la mezcla para obtener una solución de polímero a base de acrilonitrilo: W = (W-, - W2) /M ³ 1 .60 (kWh/kg) , en la cual Wi es una energía electrica (kW) requerida para girar el rotor al momento de aplicar la fuerza cortante a la mezcla: W2 es una energ ía eléctrica (kW) requerida para obtener el mismo número de rotación como el número de rotación del rotor al momento de obtener W-i cuando, en vez de la mezcla , se usa agua en la misma cantidad de flujo de masa como la mezcla; y M es una cantidad de flujo de masa (kg/h) del polímero a base de acrilonitrilo suministrado a la cámara de dispersión al momento de obtener WT . 7) El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo descrita en 6) , en el cual W es 5.00 kWh/kg o menos. 8) El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo descrita en cualquiera de 1 ) a 7) , en el cual el tiempo de permanencia de la mezcla en la cámara de dispersión del dispositivo cortante es 3 segundos a 1500 segundos. 9) El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo descrita en cualquiera de 1 ) a 8) , en el cual la temperatura de la mezcla en una salida de la cámara de dispersión es 40°C a 1 15°C . 10) el proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo descrita en cualquiera de 1 ) a 9), en el cual el dispositivo cortante es un mezclador tipo perno que tiene miembros de perno en forma saliente instalados en las posiciones de una pared interna del cilindro y de una pared externa del rotor, cada una de las posiciones que no están en contacto entre sí, y una distancia entre la punta del miembro del perno en forma saliente instalada en la pared externa del rotor y la pared interna del cilindro es 2 mm o más pero menos de 5 mm. 1 1 ) El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo descrita en cualquiera de 1 ) a 10) , en el cual el dispositivo cortante es un mezclador tipo perno que tiene miembros de perno en forma saliente instalado en las posiciones de una pared interna del cilindro y una pared externa del rotor, cada una de las posiciones que no están en contacto entre sí , y una distancia entre la punta del miembro del perno en forma saliente instalada en la pared interna del cilindro y la pared externa del rotor es 2 mm o más pero menos de 5 mm. 12) El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo descrita en cualquiera de 1 ) a 1 1 ), en el cual la distancia de dirección axial entre los miembros de perno próximo es 2 mm a 10 mm cuando el miembro de perno en forma saliente estáinstalado en la pared interna del cilindro y el miembro de perno en forma saliente instalado en la pared externa del rotor llegan a estar más cerca entre sí. 13) Un dispositivo cortante para una solución de polímero a base de acrilonitrilo, el dispositivo cortante que tiene un cilindro y un rotor que gira dentro del cilindro en el cual los miembros de perno están en forma saliente instalados en las posiciones de una pared interna del cilindro y una pared externa del rotor, cada una de las posiciones que no están en contacto entre sí, y una distancia entre la punta del miembro de perno en forma saliente instalaron en la pared externa del rotor y la pared interna del cilindro es 2 mm o más pero menos de 5 mm. 14) El dispositivo cortante para una solución de polímero a base de acrilonitrilo descrita en 13), en el cual la distancia entre la punta del miembro de perno en forma saliente instalado en la 5 pared interna del cilindro y la pared externa del rotor es 2 mm o más pero menos de 5 mm. 15) El dispositivo cortante para una solución de polímero a base de acrilonitrilo descrita en 13) o 14), en el cual la distancia de dirección axial entre los miembros de perno próximo del ío miembro de perno en forma saliente instalado en la pared interna del cilindro y del miembro de perno en forma saliente instalado en la pared externa del rotor es 2 mm a 10 mm . 16) Un proceso para producir una fibra a base de acrilonitrilo al girar una solución de polímero a base de 15 acrilonitrilo producida por el proceso de producción descrito en cualquiera de 1 ) a 12) para obtener una fibra a base de acrilonitrilo. 17) Un proceso para producir una fibra de carbono al calcinar una fibra a base de acrilonitrilo producida por el proceso 20 de producción descrito en 16) para obtener una fibra de carbono.

Efecto de la Invención De acuerdo con la invención , se proporciona un proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo con la cual es posible disolver homogenea y eficientemente un 25 polímero a base de acrilonitrilo en un solvente, inhibir la obstrucción de un filtro o una tobera para hilar, y producir estable una solución de polímero a base de acrilonitrilo, y un dispositivo cortante que puede usarse adecuadamente para realizar el proceso.

Además, de acuerdo con la invención, un proceso para producir una fibra a base de acrilonitrilo al usar la solución de polímero a base de acrilonitrilo obtenida del mismo y un proceso para producir una fibra de carbono que tiene una fibra a base de acrilonitrilo como un precursor tambien se proporcionan .

Breve Descripción de los Dibujos La Fig. 1 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un dispositivo ejemplar para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo que puede usarse adecuadamente para un proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo de la invención .

La Fig . 2 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un dispositivo ejemplar (dispositivo cortante) para dispersar mediante fuerza cortante una mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente.

La Fig. 3 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un dispositivo ejemplar para calentar una mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente o una solución de polímero a base de acrilonitrilo.

Descripción Detallada de la invención De acuerdo con la invención , se suministran una mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente a un dispositivo cortante (en particular, una cámara de dispersión del dispositivo) . El dispositivo cortante tiene un cilindro y un rotor que gira dentro del cilindro. Se proporciona la cámara de dispersión entre una pared interna del cilindro y una pared externa del rotor. Al girar el rotor, la fuerza cortante se aplica a la mezcla dentro de la cámara de dispersión. Al hacerlo, al menos el polímero es dispersado y tambien se acompaña posiblemente con la disolución del polímero.

De acuerdo con el primer modo del proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo de la invención, la fuerza cortante se aplica a una mezcla en una cámara de dispersión y la mezcla obtenida entonces se calienta para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo.

De acuerdo con el segundo modo del proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo de la invención, la fuerza cortante se aplica a una mezcla en una cámara de dispersión para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo. En este caso, el calentamiento no se realiza después de aplicar la fuerza cortante.

De acuerdo con el primer modo descrito antes, es decir, cuando la mezcla es calentada después de ser aplicada con la fuerza cortante, el rotor se gira bajo las siguientes condiciones representadas por la fórmula I al momento de aplicar la fuerza cortante: W = (W, - W2)/M ³ 0.12 (kWh/kg) ··· I .

En la anterior, W·, es una energ ía electrica (kW) requerida para girar el rotor al momento de aplicar la fuerza cortante a la mezcla . W2 es una energía eléctrica (kW) requerida para obtener 5 el mismo número de rotación como el número de rotación del rotor al momento de obtener W, cuando, en vez de la mezcla, se usa agua en la misma cantidad de flujo de masa como la mezcla. M es una cantidad de flujo de masa (kg/h) del polímero a base de acrilonitrilo suministrado a la cámara de dispersión al momento ío de obtener W·, .

Cuando es aplica la fuerza cortante a la mezcla girando el rotor bajo las condiciones en las cuales el W anterior satisface la fórmula I , llega a ser fácil para que un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente para obtener el mezclado 15 homogéneamente. Por consiguiente, la obstrucción de un filtro ocurre apenas, y por lo tanto es deseable.

El W anterior representa una energía eléctrica obtenida a partir de la energía eléctrica (\N - W2), que es obtenida restando W2 como una energía eléctrica al momento de usar agua (agua en 20 la misma cantidad de flujo de masa como la mezcla para obtener Wt) con el mismo número de rotación como el número de rotación que tiene W, de como una energía eléctrica para girar el rotor en la mezcla, expresada en términos de una cantidad de flujo de masa unitario del polímero a base de acrilonitrilo en la mezcla 25 presente en una cámara de dispersión de un dispositivo cortante.

A saber, se puede decir que W es un valor de fuerza cortante aplicado a la mezcla mientras que permanece dentro de un dispositivo cortante, pero expresado en energía electrica.

Un sistema que es aplicado con W2 es básicamente el mismo como un sistema que es aplicado con Wi salvo que la misma cantidad de flujo de masa de agua se usa en vez de la mezcla (por lo tanto, WT y W2 medidos son diferentes entre sí).

De acuerdo con el segundo modo descrito antes, es decir, cuando una solución de polímero a base de acrilonitrilo es obtenida aplicando la fuerza cortante a una mezcla en una cámara de dispersión (el calentamiento no se realiza después de aplicar la fuerza cortante) , el rotor se gira bajo las siguientes condiciones representadas por la fórmula II al momento de aplicar la fuerza cortante: W = (W, - W2) / M > 1 .60 (kWh/kg) ··· I I .

En la anterior, W , W2, y M son como se define en la fórmula I anterior.

De acuerdo con el segundo modo descrito antes, cuando la fuerza cortante se aplica a la mezcla girando el rotor bajo las condiciones en las cuales el W satisface la fórmula I I, llega a ser fácil para que un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente consigan mezclado homogéneamente. Por consiguiente, la obstrucción de un filtro ocurre apenas, y por lo tanto es deseable.

Con respecto al primero y segundo modos descritos antes, para satisfacer las condiciones de la fórmula I o de la fórmula II , es realmente suficiente que el número de rotación del rotor sea controlado.

De aqu í en adelante, las modalidades para realizar la invención se describe detalladamente en vista a los dibujos. Sin embargo, las Figs. 1 , 2 y 3 son todas descritas esquemáticamente para explicación fácil de las modalidades de la invención, y la invención no es limitada en absoluto a estas configuraciones.

Se describe el dispositivo ilustrado en la Fig. 1 . Al tanque de suministro 1 , se suministran una mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente. Mediante una bomba de suministro 2, se suministra la mezcla a un dispositivo cortante 3, en el cual se dispersa el pol ímero a base de acrilonitrilo (en general, por lo menos se disuelve parte del polímero en adición a la dispersión del polímero). El líquido (mezcla) descargado desde el dispositivo cortante se envía a un dispositivo de disolución tipo calentamiento 4, en el cual el polímero se disolvió mediante calentamiento. Despues de esto, se enfrió la mezcla en un dispositivo de enfriamiento 5 y se presurizó por una bomba de suministro rotativa 6, y después filtró por un filtro de filtración 7. La solución de polímero a base de acrilonitrilo obtenida del dispositivo puede suministrarse a, como un aditivo para hilar una hilera 8 de un dispositivo de hilatura de un dispositivo de hilatura para obtener una fibra a base de acrilonitrilo. El dispositivo no es un tipo por lotes sino un dispositivo cortante tipo flujo.

Este dispositivo es adecuado para realizar el primer modo del proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo descrito antes. Para realizar el segundo modo descrito antes, el calentamiento se debe realizar por el tipo dispositivo de disolución 4 del dispositivo. Alternativamente, al usar un dispositivo que tiene una configuración en la cual el dispositivo de disolución tipo calentamiento 4 se retira del dispositivo, el segundo modo puede realizarse.

De acuerdo con el primer modo para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo, el límite superior de W al momento de aplicar la fuerza cortante a una mezcla de una solución de polímero a base de acrilonitrilo y un solvente es preferiblemente 4.00 kWh/kg o menos. Cuando es 4.00 kWh/kg o menos, llega a ser fácil suprimir una ocurrencia de gelificación que es causada por la temperatura aumentada de la mezcla por el calentamiento. El W es preferiblemente 2.70 kWh/kg o menos. Es preferiblemente menos de 1 .60 kWh/kg .

Cuando el W es 1 .60 kWh/kg o más, una solución de polímero a base de acrilonitrilo puede obtenerse incluso sin calentamiento despues de una etapa de aplicar la fuerza cortante (etapa de aplicación de fuerza cortante) . Sin embargo, cuando es 4.00 kWh/kg o menos, el calentamiento puede realizarse después de la etapa de aplicación de fuerza cortante. Si realizar el calentamiento después de la etapa de aplicación de fuerza cortante puede adecuadamente seleccionarse basada en una composición de la mezcla, o similares.

Además, con respeto el segundo modo para producir una solución de polímero a base de acrilon itri lo, es decir, cuando el calentamiento al usar un dispositivo de calentamiento no se realiza, es deseable tener el W de 1 .60 kWh/kg o más y disolver el polímero con generación de calor causada por la fuerza cortante mientras se realiza la dispersión por la fuerza cortante, debido a que llega a ser fácil que el polímero consiga el mezclado homogeneamente de modo que el filtro sea apenas obstruido. El W es preferiblemente 2.00 kWh/kg o más. Además, desde el punto de vista de prevenir la gelificación causada por alta temperatura, el W es preferiblemente 5.00 kWh/kg o menos. Es más preferiblemente 3.60 kWh/kg o menos, e incluso más preferiblemente 3.00 kWh/kg o menos.

Desde el punto de vista de prevenir la alta temperatura de la mezcla basada en la generación de calor causada por la fuerza cortante, es también posible que la mezcla es enfrié agregando una cubierta para enfriar la mezcla a por lo menos parte del dispositivo cortante (en particular, el perímetro de un dispositivo).

La temperatura de la mezcla en una salida de la cámara de dispersión es preferiblemente 40 a 1 15°C. Cuando es 40°C o mayor, el polímero se disuelve lentamente en un solvente de modo que llegue a ser fácil tener disolución homogénea. Además, cuando es 1 15°C o menor, la gelificación de la mezcla disuelta puede ser prevenida fácilmente. La temperatura de la salida es más preferiblemente 100°C o más baja, y más preferiblemente 80°C o más baja.

En la presente, se describe el dispositivo cortante ilustrado en la Fig. 2. Este dispositivo es un mezclador tipo perno que tiene un cilindro 10 con una forma de barril. En el interior del mismo cilindro 10, un rotor 9 con una forma de columna está instalado de tal manera que puede girar a alta velocidad mientras que su línea de centro axial está en línea con la línea de centro axial del cilindro 10. Cada uno del rotor 9 y del cilindro 10 tiene los miembros de perno 12 y 13, y los miembros de perno 12 y 13 están en una relación posicional en la cual no están en contacto entre sí. Una cámara de dispersión 14 se forma entre la pared interna del cilindro 10 y la pared externa del rotor 9. La forma externa del rotor (excepto el miembro de perno) tiene una forma de cuerpo giratorio, y por lo menos la pared interna del cilindro (excepto el miembro de perno) tambien tiene una forma de cuerpo giratorio.

En el centro inferior del cilindro 10, una entrada para suministrar una mezcla del polímero y un solvente enviados por la bomba al interior del cilindro 10 se forma y también una salida para la solución de polímero obtenida se forma en la parte superior del mismo cilindro 10.

En este dispositivo, las trayectorias de flujo 1 1 a y 1 1 b para el fluido de calentamiento o de enfriamiento se forman en cada uno del cilindro 10 y del rotor 9. Al fluir el fluido de calentamiento o de enfriamiento a lo largo de estas trayectorias de flujo, llega a ser más fácil controlar la temperatura de la mezcla (líquido). Sin embargo, no es del todo necesario usar estas trayectorias de flujo.

Con respecto al dispositivo, W1 es una energ ía electrica medida al momento de girar el rotor 9 con cierto número de rotación cuando una mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente se suministra a una cámara de dispersión . W2 es una energía eléctrica medida de la misma manera como n\L salvo que, en vez de la mezcla, se usa agua en la misma cantidad de flujo de masa como la mezcla. M es una cantidad de flujo de masa del polímero a base de acrilonitrilo que está presente en la mezcla al momento de medir W .

De acuerdo con este dispositivo cortante, la fuerza cortante es aplica a la mezcla girando el rotor de forma de barril 9 que tiene el miembro de perno 12 mientras que la mezcla pasa a través del dispositivo y así se logran la mezcla homogénea de un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente. Con respecto a un cambio en la cantidad de procesamiento y la viscosidad, el W objetivo puede obtenerse modificando el número de rotación del rotor 9.

Mientras que permite una operación que satisface las condiciones que están representadas por la fórmula I o la fórmula II , un dispositivo conocido puede usarse como un dispositivo cortante.

La forma del dispositivo cortante no está limitada mientras pueda aplicar la fuerza cortante a un fluido con alta viscosidad. Los ejemplos del mismo incluyen una amasadora, un taladro, un rotor helicoidal, un extrusor de tornillo, un procesador térmico, un mezclador de perno, un mezclador de rodillo, un mezclador de rodillos cónicos, un mezclador interno, un mezclador continuo, un mezclador Banbury , un mezclador de engranajes, un molino de carne, un molino, y una trituradora de arena. Entre ellos, desde el punto de vista de tener aplicación eficiente de fuerza cortante a la mezcla, es preferible el mezclador de perno.

De acuerdo con el primer modo, la tiempo para que la mezcla permanezca en una cámara de dispersión del dispositivo cortante (tiempo de permanencia) es preferiblemente 3 a 800 segundos. Cuando el tiempo de permanencia es 3 segundos o mayor, llega a ser fácil dispersar el polímero homogéneamente en un solvente aplicando la fuerza cortante a la mezcla. El tiempo de permanencia es preferiblemente 10 segundos o mayor, y preferiblemente 15 segundos o mayor. Además, cuando es 800 segundos o menor, la fuerza cortante aplicada a la mezcla no es excesiva de manera que una ocurrencia de la gelificación causada por la generación de calor puede suprimirse fácilmente. El tiempo de permanencia es preferiblemente 300 segundos o menor, y preferiblemente 200 segundos o menor.

De acuerdo con el segundo modo, el tiempo de permanencia es preferiblemente 600 a 1500 segundos. Cuando el tiempo de permanencia es 600 segundos o mayor, llega a ser fácil disolver el polímero en un solvente al usar calor cortante aplicando la fuerza cortante a la mezcla. Además, cuando es 1500 segundos o menor, la fuerza cortante aplicada a la mezcla no es excesiva para que una ocurrencia de gelificación causada por la 5 generación de calor pueda suprimirse fácilmente. El tiempo de permanencia es preferiblemente 1000 segundos o menor, y preferiblemente 800 segundos o menor.

Cuando el dispositivo cortante es un mezclador tipo perno, una distancia entre la punta del perno y la pared opuesta a la ío punta del perno es preferiblemente 2 mm o más pero menos de 5 mm. En cuanto a la Fig . 2, una distancia entre la punta del miembro de perno 12, que está instalada en forma saliente en una pared externa del rotor, y una pared interna del cilindro 10 es preferiblemente 2 mm o más pero menos de 5 mm. Además, una 15 distancia entre la punta del miembro de perno 13, que está instalada en forma saliente en una pared interna del cilindro, y una pared externa del rotor 9 es 2 mm o más pero menos de 5 mm. Cuando la distancia es 2 mm o más, el miembro de perno no toca una superficie de pared incluso cuando hay vibración o 20 mecánica y excentricidad y así la operación estable puede ser lograda fácilmente. Además, cuando la distancia es menor de 5 mm, es fácil para proceder con disolución mediante la generación de fuerza cortante.

Además, la distancia de dirección axial entre los miembros 25 de perno próximos (la distancia en dirección del eje de rotación de un rotor, que es una distancia en la dirección vertical en la Fig. 2) es preferiblemente 2 mm a 10 mm cuando el miembro de perno 13 está instalado en forma saliente en una superficie periferica interna del cilindro y el miembro de perno 12 instalado 5 en forma saliente en una superficie periférica externa del rotor llegan a estar próximos entre sí. Cuando la distancia es 2 mm o más, los miembros de perno no estás en contacto entre sí incluso cuando hay vibración mecánica o excentricidad, y así la operación estable puede lograrse fácilmente. Además, cuando la distancia ío es 10 mm o menor, es fácil para proceder con disolución mediante la generación de fuerza cortante.

De acuerdo con el primer modo del proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo, el calentamiento después de la etapa de aplicar fuerza cortante puede realizarse al 15 usar un dispositivo de calentamiento adecuado que permita el calentamiento a la temperatura en la cual el polímero a base de acrilonitrilo se disuelva en un solvente. Los ejemplos del dispositivo de calentamiento que puede usarse incluyen un intercambiador de calor (un intercambiador de calor tipo múltiples 20 tubos, un intercambiador de calor tipo placa, o similares) y un tanque de control de temperatura. Por ejemplo, el calentamiento puede realizarse al usar un dispositivo de disolución tipo calentamiento ilustrado en la Fig. 3. El dispositivo puede instalarse detrás del dispositivo cortante. 25 Con respecto al dispositivo ilustrado en la Fig . 3, un medio de calefacción se suministra desde la entrada del medio de calentamiento 20 proporcionado en el cuerpo 23 y el medio de calentamiento se descarga desde la salida del medio de calentamiento 19. Un líquido para el calentamiento (una mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente) fluye a partir de la entrada de líquido 17, pasa a traves del tubo 21 a través de la cubierta de canal de lado de entrada 15, y se descarga desde la salida de líquido 18 a través de la cubierta de canal de lado de salida 16. El elemento de mezclado (mezclador estático) 22 se coica dentro del tubo. El calor es aplicado desde el medio de calentamiento al líquido para calentar el interior del tubo. Además, como el líquido para calentamiento es agitado por el elemento mezclador, se disuelve el polímero.

Con respecto al calentamiento que se realiza después de la etapa de aplicar la fuerza cortante, la mezcla se calienta preferiblemente de 60°C a 150°C. Cuando es 60°C o mayor, el polímero a base de acrilonitrilo se disuelve fácilmente en un solvente. Además, cuando es 150°C o menor, la gelificación de una solución de polímero a base de acrilonitrilo ocurre apenas. La temperatura es preferiblemente 80°C a 140°C . Más preferiblemente, es 90°C a 130°C . Particularmente de manera preferible, es de 100°C a 130°C .

Además, el tiempo de calentamiento para el calentamiento se realizó después de que la etapa de aplicar fuerza cortante es preferiblemente 1 minuto a 15 minutos. Cuando es 1 minuto o mayor, llega a ser fácil que una mezcla de un polímero a base de acrilon ítrilo se disuelva suficientemente. Además, cuando es 15 minutos o menor, la gelificación puede ser prevenida fácilmente. Es preferiblemente 3 a 10 minutos.

El polímero a base de acrilon itri lo es un polímero que contiene la unidad de acrilonitrilo como una unidad constitucional principal. La relación de la unidad de acrilonitrilo en el polímero a base de acrilonitrilo es 80% en masa o más, por ejemplo. Es de 92% en masa o más, y particularmente 96% en masa o más. Un monómero con excepción del acrilonitrilo que constituye el polímero a base de acrilonitrilo puede seleccionarse adecuadamente de un monómero a base de vinilo que pueda copolimerizarse con acrilonitrilo. Los ejemplos preferidos de mismo incluyen un monómero a base de vinilo que mejora al hidrofilicidad del polímero a base de acrilonitrilo y un monómero a base de vinilo que tenga un efecto de promover resistencia a la llama.

Los ejemplos del monómero que mejora la hidrofilicidad del polímero a base de acrilonitrilo incluyen un compuesto de vinilo que tiene un grupo funcional hidrofílico como un grupo carboxi, un grupo sulfo, un grupo amino, un grupo amida, o un grupo hidroxilo.

Los ejemplos del monómero que tiene un grupo carboxi incluyen ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido citracónico, ácido etacrílico, ácido maleico, y ácido mesacónico. Entre ellos, el ácido acrílico, el ácido metacrílico, y el ácido itacónico son preferibles.

Los ejemplos del monómero que tiene un grupo sulfo incluyen ácido alilsulfónico, ácido metalilsulfónico, ácido estirensulfónico, ácido 2-acrilamida-2-metilpropansulfónico, ácido vinilsulfónico, y metacrilato de sulfopropilo. Entre ellos, el ácido alilsulflónico, el ácido metalilsulfónico, el ácido estirensulfónico, y el ácido 2-acrilamida-2-metilpropansulfónico son preferibles.

Los ejemplos del monómero que tiene un grupo amino incluyen metacrilato de dimetilaminoetilo, metacrilato de dietilaminoetilo, acrilato de dimetilaminoetilo, acrilato de dietilaminoetilo, metacrilato de butilaminoetilo terciario, alilamina, o-aminoestireno, y p-aminoestireno. Entre ellos, metacrilato de dimetilaminoetilo, metacrilato de dietilaminoetilo , acrilato de dimetilaminoetilo, y acrilato de dietilaminoetilo son preferibles.

Los ejemplos preferidos del monómero que tiene un grupo amida incluyen acrilamida, metacrilamida, dimetilacrilamida, y amida de crotona.

Los ejemplos del monómero que tiene un grupo hidroxilo incluyen metacrilato de hidroximetilo, acrilato de hidroximetilo, metacrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 2-h id roxieti lo, metacrilato de 3-hidroxipropilo, acrilato de 3-hidroxipropilo, metacrilato de de 2-hidroxipropilo, y acrilato de 2-hidroxipropilo.

De acuerdo con la mezcla de tales monómeros, el polímero a base de acrilonitrilo puede haber mejorado la hidrofilicidad.

Con la hidrofilicidad mejorada, una fibra precursora obtenida a partir del polímero puede haber mejorado la densidad de modo que una ocurrencia de un vacío micro en una parta de capa superficial puede suprimirse. 5 El monómero anteriormente mencionado puede usarse solo o en combinación adecuada de dos o más tipos. La cantidad de mezcla del monómero para mejorar la hidrofilicidad de un polímero a base de acrilonitrilo es preferiblemente 0.5 a 10.0% en masa, y más preferiblemente 0.5 a 4.0% en masa en el polímero a ío base de acrilonitrilo.

Los ejemplos del monómero que tiene un efecto de promover resistencia de la llama incluyen ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido citracónico, ácido maleico, ácido mesacónico, un alquilester ís inferior, una alcalino-metálica, una sal de amonio de estos ácidos, acrilamida, y metacrilamida.

Entre ellos, desde el punto de vista para obtener el efecto de promover mayor resistencia a la llama con una pequeña cantidad de mezcla, un monómero que tiene un grupo carboxi es 20 preferido. En particular, un monómero a base de vinilo como ácido acrílico, ácido metacrílico, y ácido itacónico es más preferido.

De acuerdo con la mezcla de tales monómeros, el tiempo para el tratamiento de resistencia a la llama que se describe a 25 continuación puede acortarse, y así el costo de producción puede reducirse.

El monómero anteriormente mencionado puede usarse solo o en combinación adecuada de dos o más tipos. La cantidad de mezcla del monómero que tiene un efecto de promover resistencia a la llama es preferiblemente 0.5 a 10.0% en masa, y más preferiblemente 0 5 a 4.0% en masa en el polímero a base de acrilonitrilo.

Cualquier solvente puede usarse con tal que sea capaz de disolver un polímero a base de acrilonitrilo. Los ejemplos del mismo incluyen un solvente orgánico como dimetilacetamida, sulfóxido de dimetilo, y dimetilformamida, y una solución acuosa de un compuesto inorgánico como cloruro de zinc y tiocianato de sodio. La dimetilacetamida, sulfóxido de dimetilo, y dimetilformamida son preferibles en que permiten la adquisición de una fibra precursora densa de una fibra a base de acrilonitrilo de carbono.

La mezcla de polímero a base de acrilonitrilo obtenida al usar un dispositivo cortante contiene una pequeña cantidad de productos de mezcla pobres y el polímero a base de acrilonitrilo se mezcla homogeneamente en la misma . Así, disolviendo la mezcla, una solución de polímero a base de acrilonitrilo homogénea que tiene una pequeña cantidad de productos sin disolver e irregularidades puede obtenerse.

La solución de polímero a base de acrilonitrilo obtenida por la invención contiene una pequeña cantidad de productos sin disolver y el polímero a base de acrilonitrilo puede disolverse homogeneamente en un solvente. Por consiguiente, una fibra a base de acrilonitrilo (una fibra precursora de una fibra de carbono) puede producirse eficientemente. Además, la fibra a base de acrilonitrilo obtenida de la misma también tiene una pequeña cantidad de irregularidades en su dirección de longitud o en fibras grapa, y tiene así una alta calidad . Los ejemplos del método de hilatura incluyen un método conocido como un método de hilatura en húmedo y un método de hilatura seca y en húmedo.

Cuando la fibra a base de acrilonitrilo así obtenida se calcina de acuerdo con un método conocido, una fibra de carbono puede obtenerse.

De acuerdo con el proceso de la invención, un polímero a base de acrilonitrilo es homogéneamente y también se disuelve suficientemente en un solvente de modo que la obstrucción de un filtro o de una tobera para hilar apenas ocurra. Como resultado, es posible producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo que sea excelente en términos de costo.

EJ EM PLOS De aquí en adelante, la invención se describe detalladamente con referencia a los Ejemplos y los Ejemplos Comparativos, pero la invención no se limita a los mismos. Mientras tanto, varias pruebas de los Ejemplos y los Ejemplos Comparativos dados a continuación se describen en los siguientes. <Prueba de aumento de presión filtrante> Mientras se mantiene a 60°C, la solución de polímero a base de acrilonitrilo producida se suministró en una cantidad predeterminada en una cantidad de flujo de 1 .6 g/minuto a un 5 filtro de acero inoxidable para la calcinación de fibra que tiene un área de filtrado de 28 cm2 y una malla de 5 mm (número de modelo NF2M-05S, fabricado por N ippon Seisen Co. , Ltd . ) . Despues de tener la solución de polímero a base de acrilonitrilo pasada a través del filtro, se midió la diferencia de presión como ío una diferencia en presión antes y después de la filtración al momento de tener la cantidad de polímero de traspaso integrado por área de unidad de 100 kg/m2 y 1000 kg/m2. Con respecto al nivel de aumento de presión, la diferencia de presión al momento de tener la cantidad de polímero de traspaso integrado de 100 15 kg/m2 se restó de la diferencia de presión al momento de tener la cantidad de polímero de traspaso integrado de 1000 kg/m2 y el valor resultante se convierte en términos de la masa del polímero de traspaso integrado que pasa a través de un área de filtrado de unidad , y después se usa para comparación. 20 <Método para obtener el índice W (método para medir la energía eléctrica)> Para la medición de la energía eléctrica W, y W2, se usó un medidor de energ ía (número de modelo: MODEL6300, fabricado por KYORITSU ELECTRICAL INSTRUM ENTS WORKS, LTD, LTD.). 25 El medidor de energ ía se unión sobre un extremo de conexión localizado en el lado primario de un inversor para controlar un motor para girar el rotor de un dispositivo cortante. Wi es un valor promedio obtenido midiendo durante 10 segundos la energía electrica (kW) requerida para girar el rotor al momento de aplicar fuerza cortante a la mezcla, y W2 es un valor promedio obtenido midiendo durante 10 segundos la energía eléctrica (kW) requerida para obtener el mismo número de rotación como el número de rotación del rotor al momento de obtener W·, cuando se usa agua en la misma cantidad de flujo de masa como la mezcla en vez de la mezcla. El índice W es un valor obtenido dividiendo el valor que resulte de restar W2 de \N por la cantidad de flujo de masa M del polímero a base de acrilonitrilo en la mezcla que está presente en una cámara de dispersión de un dispositivo cortante (al momento de obtener W-i) .

(Ejemplo 1 ) Un polímero a base de acrilonitrilo que consiste del 96% en masa de una unidad de monómero de acrilonitrilo (AN, por sus siglas en inglés), 1 % en masa de una unidad de monómero de ácido metacrílico (MAA, por sus siglas en inglés), y 3% en masa de una unidad de monómero de acrilamida (AAm , por sus siglas en inglés), y dimetilacetamida se preparó como un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente, respectivamente.

Se agregó el polímero a base de acrilonitrilo en pequeñas porciones a un tanque en el cual la dimetilacetamida está bajo agitación, y después se mezcló en el miso.

Se suministró la mezcla (concentración de polímero de 21 .2% en masa, y temperatura de 10°C) a 450 g/minuto a un dispositivo cortante ilustrado en la Fig. 2 al usar una bomba dosificadora . La mezcla descargada del dispositivo cortante se suministró a un dispositivo de disolución tipo calentamiento ilustrado en la Fig. 3. En este caso, el índice W para girar el rotor mediante un dispositivo cortante fue 0.28 kWh/kg y el tiempo de permanencia de la mezcla en la cámara de dispersión fue 2.4 minutos.

La temperatura de la mezcla descargada desde el dispositivo cortante se estableció a 100°C o menos. Para tener tal temperatura, el agua se dejó fluir en la cubierta del dispositivo cortante de modo que la temperatura de la mezcla pueda controlarse. Al hacerlo, se disolvió el polímero a base de acrilonitrilo en el solvente y se obtuvo una solución de polímero a base de acrilonitrilo (aditivo para hilar).

En la cámara de dispersión 14 formada entre el cilindro y el rotor del dispositivo cortante, la distancia entre la pared interna del cilindro y la pared externa del rotor es 16.5 mm, y los miembros de perno de columna cuadrada que tienen una longitud de proyección de 13.5 mm de la pared , una altura de 8 mm, y un ancho de 8 mm se arreglaron en 12 filas y 1 1 columnas en una superficie periferica externa del rotor y en 12 filas y 12 columnas en una superficie periférica interna del cilindro. La distancia entre la punta del miembro de perno agregada en el cilindro y la pared externa del rotor fue 3.0 mm y la distancia entre la punta del miembro de perno agregada en el rotor y la pared interna del cilindro fue 3.0 mm. La distancia de dirección axial entre los miembros de perno próximo fue 3 mm cuando el miembro de perno está instalado en forma saliente en una superficie periferica interna del cilindro y el miembro de perno está instalado en forma saliente en una superficie periférica externa del rotor lo más cercas posible entre si. Como se describe en la presente, la “fila” indica el número de miembros de perno en la dirección periférica y la “columna” indica el número de miembros de perno en la dirección axial del rotor.

El dispositivo de disolución tipo calentamiento es un intercambiador de calor tipo múltiples tubos que tiene un diámetro interno de 12.7 mm, una longitud de 600 mm, y 12 tubos. La mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente se aplicó con fuerza cortante por un dispositivo cortante mientras que se enfrió mediante agua que fluye a través de la trayectoria de flujo para calentar o enfriar el fluido (1 1 a y 1 1 b), y entonces la mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo se calentó a la temperatura en una salida del intercambiador de calor de 1 10°C al usar un dispositivo de disolución tipo calentamiento para disolver, se enfrió a 60°C. La solución de mezcla del polímero a base de acrilonitrilo obtenida se somete a una prueba de aumento de presión filtrante y los resultados son como se describe en la Tabla 1 .

(Ejemplos 2 y 3) Una solución de polímero a base de acrilonitrilo se obtuvo de acuerdo con la misma operación como en el Ejemplo 1 salvo que el índice W para girar el rotor y el tiempo de permanencia en 5 el dispositivo cortante se cambiaron a los descritos en la Tabla 1 .

(Ejemplos 4 a 8) Una solución de polímero a base de acrilonitrilo se obtuvo de acuerdo con la misma operación como en el Ejemplo 1 salvo que el índice W para girar el rotor y el tiempo de permanencia en ío el dispositivo cortante se cambiaron a los descritos en la Tabla 1 , y no se usó el intercambiador de calor.

(Ejemplo 9) Un polímero a base de acrilonitrilo que consiste del 98% en masa de una unidad del monómero de acrilonitrilo y 2% en masa 15 de una unidad del monómero de ácido metacrílico, y dimetilacetamida se preparó como un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente, respectivamente.

La mezcla (concentración de polímero del 23.2% en masa, y temperatura de 10°C) se suministró a 440 g/minuto a un 20 dispositivo cortante ilustrado en la Fig . 2 al usar una bomba dosificadora. La mezcla descargada desde el dispositivo cortante se suministró a un dispositivo de disolución tipo calentamiento ilustrado en la Fig. 3. En este caso, el índice W para girar el rotor mediante un dispositivo cortante fue 0.22 kWh/kg . 25 Una solución de polímero a base de acrilonitrilo se obtuvo de la misma manera como en el Ejemplo 1 excepto los descritos ante y entonces la solución obtenida se sometió a una prueba de aumento de presión filtrante.

(Ejemplos 10 y 13) Una solución de polímero a base de acrilonitrilo se obtuvo de acuerdo con la misma operación como en el Ejemplo 9 salvo que el índice W para girar el rotor y el tiempo de permanencia en el dispositivo cortante se cambiaron a los descritos en la Tabla 1 .

(Ejemplo Comparativo 1 ) Una solución de polímero a base de acrilonitrilo se obtuvo de la misma manera como en el Ejemplo 1 salvo que el dispositivo cortante no se usó y, por solamente usar un dispositivo de disolución tipo calentamiento (un intercambiador de calor tipo múltiples tubos) , la disolución se realizó con 6 minutos del tiempo de permanencia en el intercambiador y 1 10°C de la temperatura de la mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo en una salida del intercambiador de calor seguido por enfriamiento a temperatura de 60°C.

(Ejemplos Comparativos 2 a 4) Una solución de polímero a base de acrilonitrilo se obtuvo de acuerdo con la misma operación como en el Ejemplo 1 salvo que el índice W para girar el rotor y el tiempo de permanencia en el dispositivo cortante se cambiaron a los descritos en la Tabla 1 , y el dispositivo de disolución tipo calentamiento no se usó.

(Ejemplo Comparativo 5) Una solución de polímero a base de acrilonitrilo se obtuvo de la misma manera como en el Ejemplo 9 salvo que el dispositivo cortante no se usó y, por solamente al usar un dispositivo de disolución tipo calentamiento (un intercambiador de calor tipo múltiples tubos), la disolución se realizó con 6 minutos del tiempo de permanencia en el intercambiador de calor y 1 10°C de la temperatura de la mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo en una salida del intercambiador de calor seguido por enfriamiento a temperatura de 60°C.

(Ejemplos Comparativos 6 y 7) Una solución de polímero a base de acrilonitrilo se obtuvo de acuerdo con la misma operación como en el Ejemplo 9 salvo que el índice W para girar el rotor y el tiempo de permanencia en el dispositivo cortante se cambiaron a los descritos en la Tabla 1 .

Los resultados de la prueba de aumento de presión filtrante para los Ejemplos y los Ejemplos Comparativos anteriores se muestran en la Tabla 1 . En la tabla, el tiempo de permanencia en el dispositivo cortante indica el tiempo de residencia de mezcla dentro de una cámara de dispersión del dispositivo cortante. La temperatura en una salida del dispositivo cortante indica la temperatura de la mezcla en una salida de la cámara de dispersión del dispositivo cortante.

[Tabla 1] Tabla 1 Como es obvio a partir de los Ejemplos y Ejemplos Comparativos anteriores, con el proceso de la invención , un polímero a base de acrilonitrilo puede disolverse homogeneamente y disolverse suficientemente en un disolvente al usar un dispositivo cortante y un dispositivo de disolución tipo calentamiento (el primer modo). En particular, con el índice W de 0.12 a 4.00 kWh/kg para girar el rotor, un alto efecto de mejorar la propiedad filtrante, es decir, se obtiene el efecto de mejorar la propiedad de disolución .

Además, cuando solamente se usa un dispositivo cortante (el segundo modo), una buena propiedad de filtración se incluye si el índice W para girar el rotor está en el intervalo de 1 .60 a 5.00 kWh/kg .

EXPLICACIONES DE LETRAS O DE NÚMEROS 1 Tanque de suministro 2 Bomba de suministro 3 Dispositivo cortante 4 Dispositivo de disolución tipo calentamiento 5. Dispositivo de enfriamiento 6 Bomba de suministro de hilatura 7. Filtro de filtración 8 Hilera 9 Rotor 10 Cilindro 1 1 a Trayectoria de flujo para calentar y enfriar fluido 1 1 b Trayectoria de flujo para calentar y enfriar fluido 12 Miembro de perno (en la superficie periferica externa del rotor) 1 3 Miembro de perno (en la superficie periférica interna del cilindro) 14 Cámara de dispersión 15 Cubierta de canal en lado de entrada 16 Cubierta de canal en lado de salida 17 Entrada de líquidos 18 Salida de líquidos 19 Salida para el medio de calentamiento 20 Entrada para el medio de calentamiento 21 Tubo 22 Elemento de mezclado 23 Cuerpo.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1 . Un proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo que comprende suministrar una mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente a una cámara de dispersión de un dispositivo cortante que tiene un cilindro y un rotor que gira dentro del cilindro, girando el rotor bajo las siguientes condiciones para aplicar fuerza cortante a la mezcla , y posteriormente calentando la mezcla obtenida para obtener una solución de polímero a base de acrilonitrilo: W = (W - W2)/M > 0.12 (kWh/kg) , en la cual W, es una energ ía electrica (kW) requerida para girar el rotor al momento de aplicar fuerza cortante a la mezcla; W2 es una energía eléctrica (kW) requerida para obtener el mismo número de rotación como el número de rotación del rotor al momento de obtener W, cuando, en vez de la mezcla, se usa agua en la misma cantidad de flujo de masa como la mezcla; y M es una cantidad de flujo de masa (kg/h) del polímero a base de acrilonitrilo suministrada al cámara de dispersión al momento de obtener W-, . 2. El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo de acuerdo con la reivindicación 1 , donde el W es 4.00 kWh/kg o menos. 3. El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde el W es menor de 1 .60 kWh/kg . 4. El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la mezcla es calentada de 100 a 130°C durante el calentamiento. 5. El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, donde, para el calentamiento, el calentamiento se realiza al usar por lo menos uno de los medios seleccionados de un intercambiador de calor y un tanque de control de temperatura y se usa un mezclador tipo perno como dispositivo cortante. 6. Un proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo que comprende suministrando una mezcla de un polímero a base de acrilonitrilo y un solvente a una cámara de dispersión de un dispositivo cortante que tiene un cilindro y un rotor que gira dentro del cilindro y gira el rotor bajo las siguientes condiciones para aplicar fuerza cortante a la mezcla para obtener una solución de polímero a base de acrilonitrilo: W = (W·, - W2)/M > 1 .60 (kWh/kg), en la cual W es una energía electrica (kW) requerida para girar el rotor al momento de aplicar fuerza cortante a la mezcla; W2 es una energía eléctrica (kW) requerida para obtener el mismo número de rotación como el número de rotación del rotor al momento de obtener WT cuando, en vez de la mezcla, se usa agua en la misma cantidad de flujo de masa como la mezcla; y M es una cantidad de flujo de masa (kg/h) del polímero a base de acrilonitrilo suministrada a la cámara de dispersión al momento de obtener 7. El proceso para producir una solución de polímero a 5 base de acrilonitrilo de acuerdo con la reivindicación 6, donde el W es 5.00 kWh/kg o menos. 8. El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde el tiempo de permanencia de la ío mezcla en la cámara de dispersión del dispositivo cortante es 3 segundos a 1500 segundos. 9. El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde la temperatura de la mezcla en una 15 salida de la cámara de dispersión es 40°C a 1 15°C. 10. El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 9, donde el dispositivo cortante es un mezclador tipo perno que tiene miembros de perno instalado en forma saliente en las 20 posiciones de una pared interna del cilindro y una pared externa del rotor, cada una de las posiciones que no están en contacto entre sí, y una distancia entre la punta del miembro de perno está instalada en forma saliente en la pared externa del rotor y la pared interna del cilindro es 2 mm o más pero menos de 5 mm. 25 1 1 . El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 10, donde el dispositivo cortante es un mezclador tipo perno que tiene miembros de perno está instalado en forma saliente en las posiciones de una pared interna del cilindro y una pared externa del rotor, cada una de las posiciones que no están en contacto entre sí, y una distancia entre la punta del miembro de perno está instalada en forma saliente en la pared interna del cilindro y la pared externa del rotor es 2 mm o más pero menos de 5 mm. 12. El proceso para producir una solución de polímero a base de acrilonitrilo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 1 , donde la distancia de dirección axial entre los miembros de perno próximo es 2 mm a 10 mm cuando el miembro de perno está instalado en forma saliente en la pared interna del cilindro y el miembro de perno está instalado en forma saliente en la pared externa del rotor lo más cerca posible entre sí. 13. Un dispositivo cortante para una solución de polímero a base de acrilonitrilo, el dispositivo cortante que tiene un cilindro y un rotor que giran dentro del cilindro en el cual los miembros de perno están instalados en forma saliente en las posiciones de una pared interna del cilindro y una pared externa del rotor, cada una de las posiciones que no están en contacto entre sí , y una distancia entre la punta del miembro de perno instalada en forma saliente en la pared externa del rotor y la pared interna del cilindro es 2 mm o más pero menos de 5 mm. 14. El dispositivo cortante para una solución de polímero a base de acrilonitrilo de acuerdo con la reivindicación 13, donde la distancia entre la punta del miembro de perno está instalada en forma saliente en la pared interna del cilindro y la pared externa 5 del rotor es 2 mm o más pero menos de 5 mm. 15. El dispositivo cortante para una solución de polímero a base de acrilonitrilo de acuerdo con la reivindicación 13 o 14, donde la distancia de dirección axial entre los miembros de perno próximo del miembro de perno está instalado en forma saliente en ío la pared interna del cilindro y el miembro de perno está instalado en forma saliente en la pared externa del rotor es 2 mm a 10 mm . 16. Un proceso para producir una fibra a base de acrilonitrilo al hilar una solución de polímero a base de acrilonitrilo producida por el proceso de producción de acuerdo 15 con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 para obtener una fibra a base de acrilonitrilo. 1 7. Un proceso para producir una fibra de carbono calcinando una fibra a base de acrilonitrilo producida por el proceso de producción de acuerdo con la reivindicación 16 para 20 obtener una fibra de carbono.