RU2440385C2 - Способ компаундирования полимеров - Google Patents

Способ компаундирования полимеров Download PDF

Info

Publication number
RU2440385C2
RU2440385C2 RU2009110709/05A RU2009110709A RU2440385C2 RU 2440385 C2 RU2440385 C2 RU 2440385C2 RU 2009110709/05 A RU2009110709/05 A RU 2009110709/05A RU 2009110709 A RU2009110709 A RU 2009110709A RU 2440385 C2 RU2440385 C2 RU 2440385C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
extruder
polymer
polymers
degassing
displacer
Prior art date
Application number
RU2009110709/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009110709A (ru
Inventor
Кристоф ШВЕМЛЕР (DE)
Кристоф ШВЕМЛЕР
Мартин ЛЮДЕКЕ (DE)
Мартин ЛЮДЕКЕ
Кристиан КОРДС (DE)
Кристиан КОРДС
Райнер РУДОЛЬФ (DE)
Райнер РУДОЛЬФ
Original Assignee
Байер Матириальсайенс Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Байер Матириальсайенс Аг filed Critical Байер Матириальсайенс Аг
Publication of RU2009110709A publication Critical patent/RU2009110709A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2440385C2 publication Critical patent/RU2440385C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/02—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/005—Processes for mixing polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/40—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
    • B29B7/42—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/84—Venting or degassing ; Removing liquids, e.g. by evaporating components
    • B29B7/845—Venting, degassing or removing evaporated components in devices with rotary stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/405—Intermeshing co-rotating screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/76—Venting, drying means; Degassing means
    • B29C48/762—Vapour stripping
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2791/00—Shaping characteristics in general
    • B29C2791/004—Shaping under special conditions
    • B29C2791/006—Using vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2369/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates

Landscapes

  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу мягкого компаундирования полимеров и смесей полимеров в шнековом экструдере. Техническим результатом заявленного изобретения является создание чувствительных к температуре полимерных компаундов с очень низким остаточным содержанием одновременно и летучих, и (обратно) расщепленных компонентов. Технический результат достигается способом компаундирования полимеров с суммарным остаточным содержанием летучих соединений, составляющим менее 1 вес.%. Причем под термической нагрузкой от полимера отщепляются мономеры или олигомеры. Для этого применяют валковый шнековый экструдер, в котором полимерные компоненты смешивают, расплавляют и освобождают от летучих компонентов. При этом экструдер имеет зону расплавления, зоны дегазации и зону смешения для селективного вытеснителя. Дегазацию осуществляют с применением инертного вытеснителя, который подают в расплав полимеров и удаляют из экструдера вместе с летучими соединениями. 15 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 табл.

Description

Изобретение касается способа мягкого компаундирования полимеров и смесей полимеров в шнековом экструдере, причем конечный продукт отличается особо низким содержанием остаточных растворителей и одновременно низким содержанием мономеров или олигомеров.
При переработке полимеров под компаундированием подразумевают изготовление готовой пластмассовой формовочной массы, компаунда, из сырых пластмасс с добавлением заполнителей и армирующих веществ, пластификаторов, усилителей сцепления, средств, облегчающих скольжение, стабилизаторов и т.д. Обычно компаундирование проводят в экструдерах, оно включает в себя операции подачи, плавления, диспергирования, смешения, дегазации и роста давления.
В последнее время предъявляется требование к возможно более низкому содержанию летучих компонентов в смесях пластмасс. Поэтому возрастает значение дегазации при компаундировании сырья для пластмасс. Обычно доля летучих компонентов, подлежащих удалению путем дегазации, в сырье для пластмасс составляет примерно от 500 до 2000 частей на млн, а остаточное содержание в готовом компаунде менее 400 частей на млн.
В полимерах или полимерных смесях, устойчивых к температурному воздействию, во время процесса компаундирования, помимо подлежащих удалению дегазацией остаточных мономеров и растворителей, содержащихся уже в сырье, из-за обратного расщепления могут образовываться мономеры, например, в поликарбонатных смесях, модифицированных по типу каучука, это 1,3-бутадиен и акрилонитрил. Кинетика обратного расщепления сильно зависит от температуры, т.е. с ростом температуры расщепление непропорционально возрастает. Сложность при компаундировании состоит в том, что для эффективного удаления летучих компонентов дегазацией, помимо низкого давления, необходима высокая температура, но при высокой температуре одновременно резко усиливается обратное расщепление. Кроме того, имеется еще и та сложность, что при уменьшении подачи энергии для понижения температуры и во избежание обратного расщепления могут возникнуть проблемы при плавлении и перемешивании компонентов компаунда, что отрицательно сказывается на качестве продукции (т.е. на механических качествах и составе). Это особенно справедливо при высокой производительности, то есть при кратком времени пребывания (в машине), что необходимо для экономической эффективности процесса компаундирования. Из существовавшего до сих пор уровня техники известно, что при высокой производительности эффективной дегазации с удалением летучих компонентов можно добиться только в том случае (при сохранении экономической эффективности), если одновременно обеспечить рост обратного расщепления компонентов.
Способ с применением вытеснителей в экструдерах известен, но используют его, однако, только для дегазации растворов полимеров с исходной концентрацией растворителей, превышающей 1%. Следует отметить, что при этом не происходит одновременное плавление твердых компонентов, поскольку раствор полимера добавляют в жидком виде; дополнительное диспергирование компонентов смеси и добавок также не происходит. В качестве примера следует привести немецкую заявку на патент DE 19914143 A1. В этом случае проблем обратного расщепления мономеров (или олигомеров) не возникает. Из европейской заявки на патент EP 0768157 A1 известен еще один способ сушки полимерных порошков, в процессе реализации которого удаляют летучие компоненты, имеющие концентрацию по меньшей мере 1 вес.%, с плавлением полимера и, при необходимости, с использованием селективного вытеснителя. Эта техника ограничена аппаратурой большого объема и работает при сушке отдельных полимеров с высоким содержанием растворителей. О применении селективных вытеснителей при компаундировании полимеров в экструдерах, в особенности смесей поликарбонатов, не известно.
В основе изобретения лежит задача разработать способ экономически выгодного производства чувствительных к температуре полимерных компаундов с очень низким остаточным содержанием одновременно и летучих, и (обратно) расщепленных компонентов, в частности, для производства поликарбонатных смесей, модифицированных по типу каучука.
Согласно изобретению эту задачу решают посредством того, что при компаундировании в экструдере улучшают дегазацию путем введения селективного вытеснителя, в частности азота. Насадку на шнек, предназначенную для введения вытеснителя, можно, в частности, выполнить таким образом, что, несмотря на дополнительные зоны смешения для вытеснителя, необходимые по сравнению с обычными насадками шнека и вызывающие подачу дополнительной энергии, в результате получают лишь небольшое повышение температуры расплава, и обратное расщепление оказывается таким образом не выше, чем при обычных процессах компаундирования.
Объектом изобретения является способ компаундирования по меньшей мере двух полимеров с общим исходным содержанием летучих соединений, рассчитанным относительно состава конечного продукта, составляющим менее 1 вес.%, предпочтительно самое большее 0,1 вес.%, причем под термической нагрузкой от полимера отщепляются мономеры или олигомеры с применением валкового шнекового экструдера, в котором полимерные компоненты смешивают, расплавляют и освобождают от летучих компонентов, отличающийся тем, что
(i) экструдер имеет по меньшей мере одну зону расплавления, по меньшей мере одну, предпочтительно от двух до четырех, особо предпочтительно две зоны дегазации и по меньшей мере одну, предпочтительно от одной до двух, особо предпочтительно две зоны смешения для селективного вытеснителя.
(ii) дегазацию осуществляют с применением инертного вытеснителя, который подают в расплав полимеров и удаляют из экструдера вместе с летучими соединениями.
Кроме того, предпочтительно, чтобы экструдер имел еще и зону выхода.
В предпочтительном варианте исполнения вытеснитель при этом удаляют из экструдера вместе с летучими соединениями, создавая пониженное давление pabs, составляющее менее 500 мбар, особо предпочтительно менее 100 мбар.
В качестве вытеснителей предпочтительно применять азот, благородный газ или диоксид углерода, особо предпочтительно азот.
В предпочтительном варианте исполнения способа согласно изобретению в качестве полимера используют термопластические полимеры, особо предпочтительно по меньшей мере один полимер, выбранный из первой группы (ниже их называют "полимерами с отщеплением"), которую образуют полистирол, сополимеры и привитые сополимеры полистирола, полиакрилаты, полиалкилен и полиамид, и по меньшей мере один полимер, выбранный из второй группы (ниже их называют "полимерами без отщепления"), которую образуют поликарбонат, полиэфиркарбонат и полиалкилентерефталат; особо предпочтительно применять сочетание привитого сополимера акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС) и поликарбоната.
В еще одной форме исполнения способа согласно изобретению применяют по меньшей мере два полимера, выбранные из группы полимеров с отщеплением, которую образуют полистирол, сополимеры и привитые сополимеры полистирола, полиакрилаты и полиалкилен, в особенности предпочтительно применять сочетание привитого сополимера акрилонитрил-бутадиен-стирола и полиамида.
В обеих указанных формах исполнения предпочтительно применяют полимеры с отщеплением, выбранные из группы, которую образуют привитые сополимеры акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС), полиметилметакрилат и полипропилен.
В предпочтительном варианте способа пропорция смешивания двух полимерных компонентов - между отщепляющим мономеры полимером и другим, не отщепляющим мономеры - составляет от 1 к 10 до 2 к 1.
Также предпочтителен способ, отличающийся тем, что в качестве экструдера используют двухвалковый или многовалковый шнековый экструдер, в особенности двухвалковый шнековый экструдер. Особо предпочтителен в качестве шнекового экструдера двухвалковый шнековый экструдер с одинаковым направлением вращения валков.
В процессе компаундирования, осуществляемого из существующего ранее уровня техники, например, со смесью поликарбоната и АБС, где доля поликарбоната составляет ок. 50%, можно добиться лишь эффективности дегазации, составляющей менее 58%, при условии, что остаточное содержание отщепленного 1,3-бутадиена не превысит максимальной желательной величины. Способ согласно изобретению, что неожиданно, позволяет при равной производительности работы с той же смесью полимеров добиться эффективности дегазации в 68%, а обратное отщепление оказывается даже еще ниже (см. таблицы 2 и 3). Если попытаться добиться эффективности дегазации в 68%, применяя обычную технологию, то остаточное содержание 1,3-бутадиена возрастет примерно на 300%.
Экструдер, применение которого особо предпочтительно, обладает соотношением длины шнекового валка к его диаметру, составляющим от 32 до 44. Наилучших результатов удавалось добиться при соотношении длины шнекового валка к диаметру, равном 36.
Согласно особо предпочтительному варианту исполнения экструдер имеет по меньшей мере одну зону расплавления, одну-две зоны дегазации и одну-две зоны смешения для селективного вытеснителя, а также зону вывода.
Самого лучшего результата удалось добиться при работе по наиболее предпочтительному способу, в котором количество вытеснителя составляло от 0,1% до 0,5% от суммарного расхода исходных веществ.
Согласно еще одному предпочтительному варианту исполнения способа зоны смешения вытеснителя выполнены так, что они заполнены расплавом.
Очень хорошие результаты получали также при работе согласно еще одному предпочтительному варианту способа при добавлении вытеснителя в заполненные расплавом участки шнека, прямо в зону смешения или непосредственно перед зоной смешения шнека.
Для введения вытеснителя со смешением предпочтительны шнековые элементы, которые обеспечивают частое перемещение потоков расплава и широкое распределение времени пребывания. Очень хороших результатов удавалось добиться с зубчатыми смесительными элементами. Кроме того, для введения вытеснителя с перемешиванием можно применять, например, шнековые смесительные элементы, месильные блоки, диски-эксцентрики, элементы обратной подачи и т.д.
Ниже следует пояснение изобретения на основе чертежа, изображающего пример исполнения, где показано схематическое изображение в продольном разрезе экструдера с двумя шнеками для применения способа согласно изобретению.
Примеры
Экструдер с двумя шнеками имеет состоящий из 11 частей корпус, в котором расположены 2 валка (не показаны), вращающихся в одном направлении, входящие с зацепление друг с другом. Компоненты, подлежащие компаундированию, подают в экструдер через входное отверстие 1, находящееся в части корпуса 2. Части корпуса 9 и 11 содержат по одному отверстию 14, 16, которое подключено к устройству дегазации (не показано). Части корпуса 7 и 10 имеют по одному соединению 13, 15, через которые подают вытеснитель - азот.
Последняя из частей корпуса 12 образует зону вывода (выходную зону), в конце которой из экструдера выходит продукт, прошедший компаундирование и дегазацию.
В области частей корпуса 4-6 находится зона плавления с элементами замеса на шнековом валу.
Между элементами подачи на шнековом валу в области частей корпуса 7 и 10 расположены элементы смешения.
В области частей корпуса 9 и 11 под отверстиями для дегазации 14, 16 шаг резьбы в каждом случае больше, чем наружный диаметр шнека.
В частях 3 и 8 расположены зоны подачи для гранулята (3) или для расплава (8).
Остаточное содержание летучих компонентов (1,3-бутадиена, акрилнитрила, стирола, 4-винил-1-циклогексена, этилбензола, хлорбензола) определяли с помощью газовой хроматографии с парофазным анализом. Для этого образец материала растворяют в γ-бутиролактоне и анализируют с помощью газовой хроматографии с парофазным анализом. В качестве детектора применяли пламенно-ионизационный детектор. Количественную оценку осуществляли с помощью инертного стандарта. Рабочий диапазон методики зависит от конкретного вещества и находится в пределах 0,1-500 мг/кг. Предел обнаружения для 1,3-бутадиена составлял 0,1 мг/кг, для остальных веществ 5 мг/кг.
В 50 образцах гранулята определили количество нерасплавленных частиц, для чего 50 зерен гранулята (размер ок. 3 мм × 3 мм × 3 мм) исследовали с помощью микроскопа на наличие нерасплавленных частиц исходных веществ и подсчитали обнаруженные частицы.
Пример 1 (сравнение)
Компаундирование поликарбоната (ПК) и привитого сополимера акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС) (содержание ПК ок. 50 вес.%; тип ПК: Макролон 2600, Производитель Bayer MaterialScience AG; АБС, тип: эмульсионный АБС с содержанием остаточных мономеров ок. 1000 частей на млн) с исходной концентрацией летучих соединений в 660 частей на млн сначала осуществляют в двухвалковом шнековом экструдере типа ZSK 120 (Coperion Werner & Pfleiderer) с применением способа, известного из существующего ранее уровня техники, т.е. без добавления вытеснителя.
Все полимерные компоненты и добавки (средства, способствующие извлечению из формы, термостабилизатор, антиоксиданты) ввели в загрузочную воронку в первой части корпуса. В предпоследней части корпуса провели дегазацию расплава. Параметры процесса и значения остаточного содержания представлены в следующей таблице 1.
Figure 00000001
При вышеуказанной производительности добились эффективности дегазации всего лишь в 48%.
Эффективность дегазации рассчитывали по следующей формуле:
Figure 00000002
Пример 2 (сравнение)
Компаундирование ПК/АБС (ок. 50% содержания ПК) осуществляли, как и в примере 1, с исходной концентрацией летучих соединений в 660 частей на млн в ZSK 58Мс (Coperion Werner & Pfleiderer) известным ранее способом.
Все компоненты ввели в загрузочную воронку в первой части корпуса. В предпоследней части корпуса провели дегазацию расплава. Провели два ряда экспериментов:
1-я серия экспериментов: варьирование скорости вращения
2-я серия экспериментов: варьировали давление дегазации
Параметры процесса и значения остаточного содержания представлены в таблице 2.
Figure 00000003
Результаты:
1-я серия экспериментов: увеличивая скорость вращения, что означает то же, что и возрастание подачи энергии, суммарное остаточное содержание летучих соединений падало, однако содержание отщепленного 1,3-бутадиена возрастало выше 1 части на млн. Максимальная эффективность дегазации, при которой содержание 1,3-бутадиена удалось удержать ниже 1 части на млн, составило 59%.
2. 2-я серия экспериментов: снижая давление, не удалось добиться повышения эффективности дегазации по сравнению с 1-й серией экспериментов.
Кроме того, в конечных продуктах первой и второй серий экспериментов находилось от 18 до 44 крупных нерасплавленных частиц полимера на 50 образцов гранулята.
Пример 3 (сравнение с 2 зонами дегазации)
Компаундирование ПК/АБС (ок. 50% содержания ПК, компоненты, как и в примере 1) осуществляли с исходной концентрацией летучих соединений в 990 частей на млн в двухвалковом шнековом экструдере типа ZSK 32Мс (Coperion Werner & Pfleiderer) с вакуумной дегазацией после зоны расплавления в двух местах.
Все полимерные компоненты и добавки (средства, способствующие извлечению из формы, термостабилизатор, антиоксиданты) ввели в загрузочную воронку в первой части корпуса. Параметры процесса и значения остаточного содержания представлены в таблице 3.
Figure 00000004
Результат:
При наличии двух зон дегазации повысить эффективность дегазации не удалось.
Пример 4 (сравнение с 1 зоной дегазации и 1 подачей газа-вытеснителя)
Компаундирование ПК/АБС (ок. 50% содержания ПК, компоненты, как и в примере 1) осуществляли с исходной концентрацией летучих соединений в 990 частей на млн в двухвалковом шнековом экструдере типа ZSK 32Мс (Coperion Werner & Pfleiderer) с вакуумной дегазацией и подачей газа-вытеснителя, причем подачу газа-вытеснителя в расплав полимера осуществляли до дегазации.
Все полимерные компоненты и добавки (средства, способствующие извлечению из формы, термостабилизатор, антиоксиданты) ввели в загрузочную воронку в первой части корпуса. Параметры процесса и значения остаточного содержания представлены в таблице 4.
Figure 00000005
Результат:
Эффективность дегазации по сравнению с примерами 1-3 удалось повысить, сохраняя при этом низкое остаточное содержание 1,3-бутадиена. На 50 частиц гранулята, однако, еще приходилось по 4-11 нерасплавленных частиц.
Пример 5 (согласно изобретению с 2 зонами дегазации и 1 подачей газа-вытеснителя)
Компаундирование ПК/АБС (ок. 50% содержания ПК, компоненты, как и в примере 1) осуществляли с исходной концентрацией летучих соединений в 990 ppm в двухвалковом шнековом экструдере типа ZSK 32Мс (Coperion Werner & Pfleiderer) с двукратной вакуумной дегазацией и подачей газа-вытеснителя в расплав полимера, причем подачу газа-вытеснителя в расплав полимера осуществляли между двумя зонами дегазации.
Все полимерные компоненты и добавки (средства, способствующие извлечению из формы, термостабилизатор, антиоксиданты) ввели в загрузочную воронку в первой части корпуса. Параметры процесса и значения остаточного содержания представлены в таблице 5.
Figure 00000006
Результат:
Эффективность дегазации по сравнению с примерами 1-4 удалось повысить, сохраняя при этом низкое остаточное содержание 1,3-бутадиена. На 50 частиц гранулята приходилось всего по 4-8 нерасплавленных частиц.
Пример 6 (согласно изобретению с 2 зонами дегазации и 2 вводами газа-вытеснителя)
Компаундирование ПК/АБС (ок. 50% содержания ПК, компоненты, как и в примере 1) осуществляли с исходной концентрацией летучих соединений в 671 частей на млн в двухвалковом шнековом экструдере типа ZSK 32Мс (Coperion Werner & Pfleiderer) с подачей газа-вытеснителя согласно изобретению (см. чертеж).
Все полимерные компоненты и добавки (средства, способствующие извлечению из формы, термостабилизатор, антиоксиданты) ввели в загрузочную воронку в первой части корпуса. В двух местах в расплав вводили по 0,5% азота относительно 168,5 кг/ч исходных веществ. Параметры процесса и значения остаточного содержания представлены в нижеследующей таблице 6.
С помощью способа согласно изобретению в соответствии с примером 6 изготовили компаунд с очень низким остаточным содержанием летучих соединений и хорошими механическими и реологическими свойствами. Эффективность дегазации составляла 68,2% при одновременно очень низком содержании 1,3-бутадиена (0,6 частей на млн).
При производительности 168,5 кг/ч (что при масштабировании соответствует производительности, с которой в настоящее время работает двухшнековый экструдер с той же плотностью момента силы в обычных способах) в 50 образцах гранулята нашли всего одну нерасплавленную частицу.
Figure 00000007

Claims (16)

1. Способ компаундирования, по меньшей мере, двух полимеров с суммарным остаточным содержанием летучих соединений, составляющим менее 1 вес.%, причем под термической нагрузкой от полимера отщепляются мономеры или олигомеры с применением валкового шнекового экструдера, в котором полимерные компоненты смешивают, расплавляют и освобождают от летучих компонентов, отличающийся тем, что
(i) экструдер имеет, по меньшей мере, одну зону расплавления, по меньшей мере, две зоны дегазации и, по меньшей мере, одну зону смешения для селективного вытеснителя, и
(ii) дегазацию осуществляют с применением инертного вытеснителя, который подают в расплав полимеров и удаляют из экструдера вместе с летучими соединениями.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вытеснитель удаляют из экструдера вместе с летучими соединениями, создавая пониженное давление pabs, составляющее менее 500 мбар.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве вытеснителя применяют азот, благородный газ или диоксид углерода.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что полимеры представляют собой термопластичные полимеры.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимеров применяют, по меньшей мере, один полимер, выбранный из первой группы ("полимеры с отщеплением"), которую образуют полистирол, сополимеры и привитые сополимеры полистирола, полиакрилаты, полиалкилен и полиамид, и, по меньшей мере, один полимер, выбранный из второй группы ("полимеры без отщепления"), которую образуют поликарбонат, полиэфиркарбонат и полиалкилентерефталат.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве полимера применяют комбинацию привитого сополимера акрилонитрил-бутадиен-стирола и поликарбоната.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимеров применяют, по меньшей мере, два полимера, выбранных из группы полимеров с отщеплением, которую образуют полистирол, сополимеры и привитые сополимеры полистирола, полиакрилаты, полиалкилен и полиамид.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что пропорция смешивания двух полимерных компонентов между отщепляющим мономеры полимером и другим, не отщепляющим мономеры, составляет от 1 к 10 до 2 к 1.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавление вытеснителя и удаление летучих компонентов осуществляют в несколько этапов, в особенности в два или три этапа, особо предпочтительно в два этапа.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве экструдера используют двухвалковый или многовалковый шнековый экструдер, в особенности двухвалковый шнековый экструдер.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что шнековый экструдер представляет собой двухвалковый шнековый экструдер с одинаковым направлением вращения валов.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что используемый экструдер обладает соотношением длины шнекового вала к его диаметру, составляющим от 32 до 44.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют экструдер, который имеет, по меньшей мере, одну зону расплавления, две зоны дегазации, одну-две зоны смешения для селективного вытеснителя, а также зону вывода.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют экструдер, который имеет, по меньшей мере, одну зону расплавления, две зоны дегазации, две зоны смешения для селективного вытеснителя, а также зону вывода.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество вытеснителя составляет от 0,1 до 0,5% относительно общего расхода исходных веществ.
16. Способ по одному из пп.1-15, отличающийся тем, что добавление вытеснителя в участки шнека, заполненные расплавом, происходит в зоне смешения или непосредственно перед зоной смешения шнека.
RU2009110709/05A 2006-08-26 2007-08-13 Способ компаундирования полимеров RU2440385C2 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006040058 2006-08-26
DE102006040058.5 2006-08-26
DE102007029010.3 2007-06-23
DE102007029010A DE102007029010A1 (de) 2006-08-26 2007-06-23 Verfahren zum Compoundieren von Polymeren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009110709A RU2009110709A (ru) 2010-10-10
RU2440385C2 true RU2440385C2 (ru) 2012-01-20

Family

ID=38754634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009110709/05A RU2440385C2 (ru) 2006-08-26 2007-08-13 Способ компаундирования полимеров

Country Status (14)

Country Link
US (1) US8034269B2 (ru)
EP (1) EP2057207B1 (ru)
JP (1) JP2010501683A (ru)
KR (1) KR101452527B1 (ru)
CN (1) CN101511914B (ru)
AT (1) ATE454419T1 (ru)
BR (1) BRPI0716578A2 (ru)
CA (1) CA2661461C (ru)
DE (2) DE102007029010A1 (ru)
ES (1) ES2337213T3 (ru)
MX (1) MX2009002058A (ru)
RU (1) RU2440385C2 (ru)
TW (1) TWI413655B (ru)
WO (1) WO2008025446A1 (ru)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20082348A1 (it) * 2008-12-30 2010-06-30 Meccaniche Luigi Bander A S P A Costruzioni Processo ed apparecchiatura di estrusione di poliestere espanso impiegabile in impianti di produzione di foglie, lastre o tubi di poliestere espanso
DE102009009680A1 (de) 2009-02-19 2010-08-26 Bayer Materialscience Ag Compoundierungsverfahren zur Herstellung von Polymer-Zusammensetzungen mit reduziertem Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen
EP2256146A1 (de) 2009-05-30 2010-12-01 Bayer MaterialScience AG Polycarbonate mit extrem hoher Reinheit und guter Eigenfarbe und thermischer Beständigkeit sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung
US20120305083A1 (en) * 2011-06-04 2012-12-06 Wlp Holding Corporation Co-extruded oxidation-resistant polyethylene pipe and method of manufacture
EP2970602A4 (en) 2013-03-15 2016-12-21 Ascend Performance Mat Operations Llc METHOD FOR MIXING COUPLED WITH POLYMERIZATION
DE102013108369A1 (de) 2013-04-11 2014-10-16 Mondi Gronau Gmbh Verfahren zur Herstellung einer elastischen Folie für Einweg-Hygieneprodukte
WO2017037637A1 (en) 2015-08-31 2017-03-09 Sabic Global Technologies B.V. Polycarbonate with low chlorine content and a method of making and analyzing the same
DE102015116724A1 (de) 2015-10-01 2017-04-06 Technip Zimmer Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Modifikation einer Polymerschmelze aus unextrahiertem Polyamid 6 mit einem oder mehreren Additiven
KR102540731B1 (ko) 2015-12-02 2023-06-05 이네오스 스티롤루션 그룹 게엠베하 개선된 특성을 갖는 abs 플라스틱을 생산하는 방법
KR102046880B1 (ko) 2016-04-25 2019-11-20 주식회사 엘지화학 대전방지용 탄소 복합재, 성형품 및 그 제조방법
EP3519451B1 (de) 2016-09-27 2020-08-05 INEOS Styrolution Group GmbH Verbessertes verfahren zur herstellung von asa-kunststoffen
EP3385054A1 (en) * 2017-04-04 2018-10-10 SABIC Global Technologies B.V. Process and apparatus for blending immiscible polymers
EP3659773B1 (de) * 2018-11-30 2023-06-07 Coperion GmbH Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung einer styrol-acrylnitril-schmelze
EP4294850A1 (de) 2021-02-16 2023-12-27 INEOS Styrolution Group GmbH Verfahren zur herstellung einer thermoplastischen formmasse enthaltend ein thermoplastisches copolymer a und ein pfropfcopolymer b
DE102022119765A1 (de) 2022-08-05 2024-02-08 Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, Körperschaft des öffentlichen Rechts Verfahren zur Echtzeitanalyse und Kontrolle der Freisetzung von flüchtigen Verbindungen im Herstellungs-, Verarbeitungs-, oder Recyclingverfahren, insbesondere bei der Extrusion

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3267075A (en) * 1962-12-20 1966-08-16 Bayer Ag Process for producing polycarbonates
US3917507A (en) * 1971-02-22 1975-11-04 Welding Engineers Countercurrent combined liquid and vapor stripping in screw devolatilizer
CA1035107A (en) * 1974-04-09 1978-07-25 United States Gypsum Company Method and apparatus for extruding thermoplastic polymers
NL7503986A (nl) * 1974-04-11 1975-10-14 Basf Ag Werkwijze voor het inmengen van toevoegsels in kunststoffen onder gelijktijdig verwijderen van vluchtige bestanddelen.
US4703105A (en) * 1985-12-23 1987-10-27 The Dow Chemical Company Extraction of residues from styrenic polymers
DE3603798A1 (de) * 1986-02-07 1987-08-13 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur herstellung thermoplastischer, ppe enthaltender formmassen
US5039742A (en) * 1988-01-04 1991-08-13 General Electric Company Polyphenylene ether-polyester molding compositions useful under severe molding conditions
US4992222A (en) * 1988-12-29 1991-02-12 General Electric Company Method for removing volatile substances from polyphenylene ether or polyphenylene ether/styrene resin compositions
US5281379A (en) * 1989-04-05 1994-01-25 Kanebo, Ltd. Processes for manufacturing thermoplastic resin compositions
US5043421A (en) * 1989-08-04 1991-08-27 General Electric Company Extruder isolation of polymers from solution
US5102591A (en) * 1989-12-27 1992-04-07 General Electric Company Method for removing volatile substances from polyphenylene ether resin blends
US5442041A (en) * 1995-01-19 1995-08-15 Arco Chemical Technology, L.P. Removal of volatile substances from thermoplastic resins
US5777064A (en) * 1995-03-22 1998-07-07 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Production method of polycarbonate
TW440585B (en) * 1995-07-05 2001-06-16 Mitsui Chemicals Inc A rubber composition and its production method
US6066686A (en) * 1996-07-05 2000-05-23 Daicel Chemical Industries, Ltd. Polycarbonate compositions
DE19537114C2 (de) * 1995-10-05 1998-11-12 Bayer Ag Verfahren zur Trocknung von Polymerpulvern und -agglomeraten
US6369192B1 (en) * 1995-10-27 2002-04-09 Praxair Technology, Inc. Methods for removing contaminants from polymers
DE69805617T2 (de) * 1997-04-18 2002-09-12 Dow Chemical Co Nachbehandlung von syndiotaktischen vinylaromatischen polymeren
US5932691A (en) * 1997-12-05 1999-08-03 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Process for devolatilization
US6129873A (en) * 1998-04-08 2000-10-10 Eastman Chemical Company Process for removing moisture and volatiles from pellets in single screw extruders
JP2000044669A (ja) * 1998-08-04 2000-02-15 Teijin Ltd 芳香族ポリカーボネートの製造方法および真空捕集系
DE19914143A1 (de) * 1999-03-27 2000-09-28 Bayer Ag Vorrichtung und Verfahren zum Entgasen von Kunststoffen, insbesondere von hochmolekularen Polycarbonatlösungen
JP2000302879A (ja) * 1999-04-16 2000-10-31 Teijin Ltd ポリカーボネート樹脂の製造方法
JP4520557B2 (ja) * 1999-11-05 2010-08-04 日本合成化学工業株式会社 エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物の製造法
JP2003285322A (ja) * 2002-03-29 2003-10-07 Teijin Chem Ltd ポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法
JP3819340B2 (ja) * 2002-08-08 2006-09-06 株式会社日本製鋼所 溶融樹脂の脱揮方法及びその装置
JP2005161596A (ja) * 2003-12-01 2005-06-23 Mitsui Chemicals Inc 熱可塑性樹脂ブレンド物の製造方法
DE10356821A1 (de) * 2003-12-05 2005-07-07 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Mischung von Polymerschmelzen mit Additiven
JP2005179644A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Qimei Industry Co Ltd 透明ゴム変性ポリスチレン系樹脂
JP2006002055A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Mitsui Chemicals Inc ポリマーアロイ成形物の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES2337213T3 (es) 2010-04-21
CA2661461C (en) 2015-02-24
EP2057207B1 (de) 2010-01-06
US8034269B2 (en) 2011-10-11
WO2008025446A1 (de) 2008-03-06
JP2010501683A (ja) 2010-01-21
CN101511914B (zh) 2012-12-05
EP2057207A1 (de) 2009-05-13
KR101452527B1 (ko) 2014-10-21
US20080067711A1 (en) 2008-03-20
RU2009110709A (ru) 2010-10-10
CN101511914A (zh) 2009-08-19
TW200833741A (en) 2008-08-16
BRPI0716578A2 (pt) 2013-10-08
MX2009002058A (es) 2009-03-06
TWI413655B (zh) 2013-11-01
DE502007002580D1 (de) 2010-02-25
KR20090054430A (ko) 2009-05-29
ATE454419T1 (de) 2010-01-15
DE102007029010A1 (de) 2008-02-28
CA2661461A1 (en) 2008-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2440385C2 (ru) Способ компаундирования полимеров
KR100371887B1 (ko) 열가소성재료의 제조방법
JP3126389B2 (ja) 熱可塑性樹脂の製造方法
KR100372213B1 (ko) 열가소성재료의 제조방법
DE69910148T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung aus thermoplastischem Harz und Kautschuk
KR102357631B1 (ko) Ａｂｓ 성형 조성물의 제조 방법
EP0735077B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Thermoplasten
KR101049684B1 (ko) 열가소성 물질의 압출 장치
CA2404774A1 (en) Method and device for removing volatile components from polymer materials
WO2009103714A2 (de) Vorrichtung zum extrudieren von formmassen
WO2002066218A1 (en) Ultrasound assisted process for making polymer blends and copolymers
DE10058133A1 (de) Verfahren zur Herstellung kautschukhaltiger thermoplastischer Formmassen
EP0734826A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Thermoplasten
EP0665095B1 (de) Verfahren zur Entwässerung von wasserfeuchtem Pfropfkautschuk
JP2004323847A (ja) エラストマー変性熱可塑性プラスチックを製造するための方法および装置
US4028302A (en) Process for preparing concentrated acrylonitrile polymer solutions
EP3455043B1 (de) Verfahren zur herstellung einer thermoplastischen formmasse
EP1047722A1 (en) Low-density, ductile, alkenyl aromatic/unsaturated nitrile/conjugated diene microcellular material
ITTO20001035A1 (it) Composizione di pulizia per macchine per lavoraziione di materie plastiche.
US20180085732A1 (en) Process for the production of thermoplastic moulding compounds
KR100371888B1 (ko) 열가소성재료의 제조방법
JPS6152163B2 (ru)
JP2000000848A (ja) 射出成形装置、再生樹脂製造装置、射出成形方法、再生樹脂製造方法、射出成形物品及び再生樹脂
CN117120532A (zh) 再生abs树脂的制备方法
JPH0885143A (ja) Ａｂｓ系樹脂の表面モルフォロジーを多様にコントロールする方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130814