TW201500406A - 用於聚醯胺合成之複合側流 - Google Patents

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Charles R Kelman
Thomas A Micka
John P Poinsatte
Gary R West
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Abstract

本發明係關於一種側流複合單元，其耦接至連續聚醯胺製造系統且經組態以自該製造系統分流聚醯胺，混合添加劑與聚醯胺，且接著使該聚醯胺-添加劑混合物返回至該製造系統中之聚醯胺主要物流。

Description

用於聚醯胺合成之複合側流 相關申請案之交叉引用
本申請案主張2013年5月1日申請之美國臨時專利申請案第61/818,201號之優先權，其揭示內容以全文引用的方式併入本文中。
向連續聚醯胺製造系統中之聚醯胺添加添加劑有問題。若在聚合製程早期混合添加劑與反應物混合物，則加工設備可被添加劑污染且產物因添加劑而降級。若添加劑與實質上聚合之聚醯胺混合，則因為聚醯胺黏稠而難以混合均勻。此外，添加劑溶劑可尤其可攪亂聚合反應，例如若溶劑為水。水為聚合反應之產物。大量水可向相反方向驅動聚合反應或導致副反應。
雜質可自添加劑混合物引入至聚醯胺或為聚合混合物之組分與添加劑或其溶劑之間的反應的結果。聚合反應混合物為熔融形式。當引入添加劑時，加熱可促進副產物形成。聚合混合物通常經受減壓，幫助驅動聚合反應前進。聚合混合物之黏度通常需要泵送或其他壓力以使聚合物移動通過製造系統。添加劑溶液與聚合混合物之間的壓力差可導致倒流至添加劑入口且污染添加劑饋入裝置。
添加劑可與聚合物載劑(亦稱為稀釋劑)預混合。此預混之添加劑及聚合物通常稱為「母料」。儘管使用母料可克服在製程早期引入添加劑伴隨的一些問題，但若其與進行的聚合反應之反應產物不完全相同，則注入載劑聚合物本身可引起問題。若載劑聚合物與反應產物不 同，則載劑聚合物代表產物中之雜質。即使載劑聚合物的化學式與產物實質上類似，但載劑聚合物的聚合度可不同(如分子量所反映)。因此，將需要提供用於以充分利用母料操作之混合益處而不向產物物流引入非所要雜質的方式引入添加劑之方法及裝置。
本文描述向聚醯胺聚合物物流中混合添加劑之系統及方法，其可解決不完全混合、污染物引入、副產物形成及設備污染的問題。
系統之一個實例為連續聚醯胺製造系統，其包括：側流複合單元，其具有至少一個上游入口、至少一個混合室及至少一個下游出口；其中側流單元與連續聚醯胺製造系統之主要聚醯胺流動管線並聯定位；其中至少一個混合室經組態以混合添加劑與經至少一個上游入口分流的實質上聚合之聚醯胺；及其中下游出口中之每一者定位於聚醯胺擠壓機或聚醯胺股線形成單元上游。
側流複合單元亦可包括至少一個添加劑儲集器、至少一個泵、至少一個葉輪、至少一個混合器、至少一個流量計、一或多個排氣口或其組合。
連續聚醯胺製造系統可包括反應物儲集器、蒸發器、聚合反應器、批式反應器閃蒸器、精整機、聚醯胺股線形成單元、擠壓機及其組合。
本文亦描述使用具有該側流複合單元之該系統的方法。舉例而言，一種用於將添加劑混合至聚醯胺聚合物物流中之方法涉及：(a)自連續聚醯胺製造系統中之上游管線分流實質上聚合之聚醯胺，產生聚醯胺側流； (b)將添加劑混合至該聚醯胺側流中，產生聚醯胺-添加劑側混合物；及(c)使該聚醯胺-添加劑側混合物返回至該系統中之下游管線，產生聚醯胺-添加劑主要物流；其中在分流時，來自該上游管線之該實質上聚合之聚醯胺的水含量為約0.1重量%至3重量%。
10‧‧‧組件
15‧‧‧閥
20‧‧‧分流流動管線
25‧‧‧閥
30‧‧‧混合室
35‧‧‧閥
40‧‧‧添加劑儲集器
45‧‧‧閥
50‧‧‧出口流動管線
60‧‧‧不具有添加劑的實質上聚合之聚醯胺
70‧‧‧具有添加劑的實質上聚合之聚醯胺
圖1為說明本文所述之側流複合單元中可包括之例示性特徵的示意圖，其為連續聚醯胺製造系統之部分。
如本文所述，向聚醯胺聚合混合物中添加添加劑可能有問題，因為該添加可導致形成污染物及副產物，以及設備污染。當聚醯胺聚合混合物變得黏稠時，將添加劑均勻混合至混合物有問題。可藉由使用本文所述之製程及側流複合單元獲得不含污染物、副產物及凝膠(例如可包括氧化或熱降解產物之雜亂固體材料)的所要均勻混合之聚醯胺-添加劑產物。聚醯胺可為任何適合聚醯胺，諸如尼龍6、尼龍7、尼龍11、尼龍12、尼龍6,6、尼龍6,9、尼龍6,10、尼龍6,12或其共聚物。
本文所述之側流複合單元可在連續聚醯胺製造系統中在聚醯胺實質上聚合之位置組態。舉例而言，分流至側流複合單元的實質上聚合之聚醯胺的水含量可小於5重量%，或小於2重量%，或小於1.5重量%。可將任何適合量之主要物流分流至側流複合單元，諸如約0.01重量%至約99.9重量%、約1重量%至約80重量%、約1重量%至約30重量%、約0.01重量%或0.01重量%以下、0.1重量%、1重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量 %、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%、95重量%、96重量%、97重量%、98重量%、99重量%、99.9重量%或約99.99重量%或99.99重量%以上。獲取分流物流之主要物流可具有任何適合流動速率，諸如約1L/min至約1,000,000L/min，或約10L/min至約100,000L/min，或約1L/min或1L/min以下，10L/min、20L/min、30L/min、40L/min、50L/min、60L/min、70L/min、80L/min、90L/min、100L/min、125L/min、150L/min、175L/min、200L/min、225L/min、250L/min、275L/min、300L/min、350L/min、400L/min、450L/min、500L/min、600L/min、700L/min、800L/min、900L/min、1,000L/min、2,500L/min、5,000L/min、10,000L/min、50,000L/min、100,000L/min、500,000L/min，或約1,000,000L/min或1,000,000L/min以上。
該定位避免污染(例如經添加劑、污染物及添加劑-聚合副產物污染)聚合製程早期階段採用之設備。因此，諸如用於減少反應物水含量之蒸發器、用於促進反應物聚合之反應器及用於提高聚合物之分子量的閃蒸器單元之設備保持無污染物、添加劑及早期向聚合製造中引入添加劑產生的副產物堆積。污染物、添加劑及副產物可在設備上累積，例如在加熱表面上、設備表面不規則處及聚合混合物流動中出現旋渦處。該累積可導致形成及堆積額外問題材料，諸如凝膠。
本文所述之側流複合單元在連續聚醯胺製造系統中在聚醯胺實質上聚合之位置組態。然而，本文所述之側流複合單元亦在連續聚醯胺製造系統中在擠壓聚合之聚醯胺產物之前的位置組態。在擠壓期間添加添加劑可引入可對聚醯胺產物品質產生不良影響的溶劑及其他材料。在製造系統中在擠壓聚合之聚醯胺產物之前的位置處組態的側流複合單元允許進一步加工、混合及移除添加劑溶劑。
舉例而言，側流複合單元可定位於連續聚醯胺製造系統中恰好 精整機單元之前或恰好精整機單元之後。
在製造系統中之此點處，聚合混合物實質上聚合。混合物之水含量相較於系統中早期階段之聚合混合物顯著減少。舉例而言，實質上聚合之聚醯胺在分流至側流複合單元中時的水含量可為約2重量%或2重量%以下。水含量可低至約1重量%或甚至低至約0.1重量%。舉例而言，實質上聚合之聚醯胺在分流至側流複合單元中之水含量可小於0.9%、小於0.7%、小於0.6%、小於0.5%、小於0.4%、小於0.3%或小於0.2%。
實質上聚合之聚醯胺在分流至側流複合單元時黏稠。舉例而言，如本文所述之方法所量測，實質上聚合之聚醯胺的相對黏度可為約2.3至100，或9-20，或30-100。實質上聚合之聚醯胺的相對黏度可比聚合之前的子單元之初始混合物的相對黏度大至少約0.4。
一般而言，側流複合單元經組態以自連續聚醯胺製造系統之上游管線接收實質上聚合之聚醯胺，產生聚醯胺側流。側流複合單元接著混合添加劑與聚醯胺側流，產生聚醯胺-添加劑側混合物，且使聚醯胺-添加劑側混合物返回至連續聚醯胺製造系統之下游管線，產生聚醯胺-添加劑主要物流。可混合聚醯胺-添加劑主要物流產生實質上均質之聚醯胺-添加劑產物。聚醯胺-添加劑主要物流之該混合可在下游管線內進行或在連續聚醯胺製造系統之獨立室中進行。
添加劑可為任何適合添加劑。舉例而言，添加劑可為聚合催化劑、封端劑(例如終止聚合)、熱穩定劑(例如幫助減少或防止熱誘發之聚合物氧化)、光穩定劑(例如幫助減少或防止聚合物之光氧化)、潤滑劑(例如降低厚度、提高加工性)、抗微生物劑、著色劑、增強劑(例如增加聚合物之強度或剛性)、填充劑(例如降低聚合物成本或提高聚合物性質，諸如強度或剛性)、阻燃劑、含氟聚合物(例如韌化、配伍、促進黏著或提高可撓性)、三氧化二銻(例如阻燃劑)、聚已酸內酯(例 如提高加工性或提高產物聚合物之抗衝擊性)、退光劑、二氧化鈦(例如銳鈦礦或金紅石形式，0.0001重量%至約0.05重量%或約0.01重量%之退光劑、約0.05重量%至約5重量%或約0.1重量%至約1重量%或約0.1重量%至約0.3重量%之增白著色劑)、硫化鋅(例如退光劑)或其組合。添加劑可為染料、顏料、玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、芳族聚醯胺纖維、石膏纖維、矽酸鈣、高嶺土(kaolin)、煅燒高嶺土、矽灰石、滑石、白堊、磷酸鹽、磷酸、亞磷酸酯、一元膦酸酯、亞磷酸酯、有機膦氧化物、次磷酸鈉、乙酸、丙酸、苯甲酸、丁二酸、偏二氟乙烯、六氟丙烯、氯三氟乙烯、四氟乙烯、全氟烷基全氟乙烯基醚或其組合。添加劑可以任何適合濃度存在於聚合物中，諸如0.000001g/L或0.000001g/L以下、0.000005g/L、0.00001g/L、0.00005g/L、0.0001g/L、0.0005g/L、0.001g/L、0.005g/L、0.01g/L、0.05g/L、0.1g/L、0.5g/L、1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L、30g/L、35g/L、40g/L、45g/L、50g/L、75g/L或約100g/L或100g/L以上，或約0.000001重量%或0.000001重量%以下，或約0.000005重量%、0.00001重量%、0.00005重量%、0.0001重量%、0.0005重量%、0.001重量%、0.005重量%、0.01重量%、0.05重量%、0.1重量%、0.5重量%、1重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、10重量%、15重量%或約20重量%或20重量%以上。可向純淨或稀釋於適合載劑材料中之主要物流中添加添加劑，載劑諸如溶劑(例如水或有機溶劑)或諸如聚合物載劑，諸如組成與主要聚合物物流實質上相同之聚合物載劑。添加劑可以每公升載劑流體0.000001g或0.000001g以下添加劑，或0.000005g/L、0.00001g/L、0.00005g/L、0.0001g/L、0.0005g/L、0.001g/L、0.005g/L、0.01g/L、0.05g/L、0.1g/L、0.5g/L、1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L、25g/L、30g/L、35g/L、40g/L、45 g/L、50g/L、75g/L、100g/L、150g/L、200g/L、250g/L、300g/L、350g/L、400g/L、450g/L或約500g/L或500g/L以上，或約0.001-20重量%，或約0.01-15重量%，或約0.01-10重量%，或約0.1-10重量%，或約0.1-9重量%，或約0.01-8重量%，或約0.01-7重量%，或約0.01-6重量%，或約0.01-5重量%，或約0.1-3重量%向主要物流中添加。
側流複合單元可包括許多特徵或組件。舉例而言，側流複合單元可包括至少一個添加劑儲集器、至少一個混合室、一或多個混合器、一或多個加熱單元、一或多個冷卻單元、一或多個泵、一或多個閥、一或多個偵測器、一或多個排氣口及一或多個連接管線以促進材料在至少一個添加劑儲集器、至少一個混合室與連續聚醯胺製造系統之間移動。
側流複合單元可包括一個混合室，或一個以上混合室。當存在一個以上混合室時，混合室可串聯或並聯組態。舉例而言，串聯組態之混合室可允許提高依序引入至含有不同聚醯胺比添加劑比率的一系列室的實質上聚合之聚醯胺或添加劑之量。一個室可接受或含有選定比率之熔融聚醯胺比添加劑，且在聚醯胺與添加劑混合之後，彼混合物可移至第二室，其中引入更多實質上聚合之聚醯胺或添加劑。混合後，聚醯胺-添加劑混合物可移至第三室，其中引入更多實質上聚合之聚醯胺或添加劑等。該逐漸添加可促進產生具有最佳添加劑比聚醯胺比率之均質聚醯胺-添加劑側混合物，同時避免副反應、聚合物降解、凝膠形成及物理及化學形式不一致性(不僅聚醯胺-添加劑側混合物，而且最終聚醯胺-添加劑產物)。
因此，側流複合單元可包括，且本文所述之製程可涉及維持串聯之許多混合室，例如一連串2至10個混合室。一個添加劑儲集器可操作地連接於該系列之第一混合室。或者，各混合室可獨立地連接於 母添加劑儲集器或獨立個別添加劑儲集器。側流複合單元之結構亦可變化，使得一些混合室可操作地連接於一或多個添加劑儲集器，而其他混合室並非可操作地連接於一或多個添加劑儲集器。
側流複合單元亦可包括一個以上混合室，其中混合室並聯組態。舉例而言，不同混合室可獨立地可操作地連接於不同添加劑儲集器。向各混合室添加及混合不同類型之添加劑後，不同混合室之內容物可獨立排空至連續聚醯胺製造系統中之主要聚醯胺流動管線的不同下游部位。或者，並聯排列之不同混合室的內容物可排空至較大母混合室，其接著排空至連續聚醯胺製造系統中之主要聚醯胺流動管線的下游部位。混合室之該並聯排列允許在聚醯胺聚合反應之主要物流的不同部位靈活併入不同添加劑。舉例而言，濃縮形式時可彼此相互作用之添加劑可各別地處理且隨後以較稀釋形式併入至主要聚醯胺物流中。
側流複合單元因此可包括，且本文所述之製程可涉及維持並列之許多混合室，例如約2至10個並聯排列之混合室。並聯組態之一或多個混合室可操作地連接於至少一個添加劑儲集器。
一或多個混合室可各自具有至少一個混合器。可採用多種混合器，諸如槳式混合器、螺條混合器、螺旋式混合器、雙軸混合器、行星混合器、雙行星混合器、高速分散器、捏合機、雙捏合機及其類似混合器。
一或多個混合室可具有移除揮發性組分(例如水或添加劑溶劑)之排氣口。該等排氣口亦可存在於一或多個添加劑儲集器中。
一或多個混合室亦可經組態以將混合物維持於減壓下。
側流複合單元可操作地連接於連續聚醯胺製造系統中之主要聚醯胺流動管線以接收來自系統中之上游部位的實質上聚合之聚醯胺且將聚醯胺-添加劑側混合物返回至系統中之下游部位。
側流複合單元經流動管線及閥可操作地連接於連續聚醯胺製造系統中之主要聚醯胺流動管線。至少一個入口閥可定位於主要聚醯胺流動管線中之上游部位，控制實質上聚合之聚醯胺至側流複合單元中的分流。該(等)入口閥可定位於聚醯胺製造系統之主要流動管線與排空至側流複合單元之混合室的分流流動管線之間的接點附近。該組態可降低主要流動管線中之流動湍流度且避免形成聚醯胺停滯側袋(其可膠凝且堵塞入口閥或該單元或系統之其他部件)。
在多個實施例中，側流複合單元可具有拋光內部，幫助防止在其中形成或黏附凝膠。側流複合單元以及相關轉移管線及閥之內部的任何適合部分可拋光成任何適合程度，使得減少凝膠形成或黏附於側流複合單元之多個部件中之一者的內部。術語「粗糙度平均值」(Ra)為具有彼等不規則性之表面峰及谷的量測平均值且以微米(μm)及微吋(μin)表示。表面紋理量測為一般技術者所已知且採用表面輪廓儀器。已知表面輪廓儀器可獲自TAYLOR-HOBSON,AMETEK,INC.之公司，1100 Cassatt Road,P.O.Box 1764,Berwyn,Pennsylvania,19312 USA。在一些實例中，側流複合單元之內部中的拋光表面可為任何適合平均表面粗糙度，諸如不大於約6.00μm、約1.00μm至約6.00μm、約0.90μm至約1.50μm、約0.60μm至約1.00μm、不大於約0.5μm、不大於約0.10μm、約0.10μm至約0.80μm，或約0.90μm至約1.50μm之平均表面粗糙度。
額外入口閥可定位於側流複合單元之一或多個混合室的進口以控制或調節實質上聚合之聚醯胺至該(等)室中之流量。
一或多個出口閥可定位於主要聚醯胺流動管線中之下游部位以控制一或多個混合室之排空及聚醯胺-添加劑側混合物至聚醯胺製造系統之主要流動管線中的進入。至少一個出口閥可定位於聚醯胺製造系統之主要流動管線的下游部位與排空側流複合單元之混合室的流動 管線之間的接點附近。該出口閥可經組態以降低主要流動管線中之流動湍流度且避免形成聚醯胺停滯側袋(其可膠凝且堵塞下游系統之部件)。
入口及出口閥可操作地連接於一或多個偵測器。舉例而言，入口或出口閥可操作地連接於流量偵測器以允許監測流過閥之材料的體積或量。因此，舉例而言，偵測器可操作地連接於入口閥，使得偵測器可監測或調節在分流至側流複合單元時流過閥的實質上聚合之聚醯胺的體積。當該單元包括該流量偵測器-入口閥時，閥可經程式化以在選定體積的實質上聚合之聚醯胺分流至側流複合單元時關閉。
入口閥可替代地或各別地可操作地連接於一或多個混合室中之偵測器。舉例而言，此類混合室偵測器可偵測混合室中何時存在選定量或體積之添加劑。當此類混合室偵測器可操作地連接於入口閥時，入口閥可由偵測器致動，以打開且將實質上聚合之聚醯胺分流至混合室中。或者，混合室偵測器可偵測混合室中何時存在選定量或體積的實質上聚合之聚醯胺。當此類混合室偵測器可操作地連接於入口閥時，混合室偵測器可致動入口閥關閉，使得混合室中可保留選定體積的實質上聚合之聚醯胺且與添加劑混合。因此偵測器之組合可用於控制一或多個入口閥何時打開及關閉。
一或多個出口閥可定位於自側流複合單元之一或多個混合室引導的一或多個離開管線，以調節混合室之排空。類似地，出口閥可定位於聚醯胺製造系統之主要流動管線的下游部位與排空側流複合單元之混合室的流動管線之間的接點處。
出口閥可操作地連接於一或多個偵測器。舉例而言，偵測器可定位於混合室內以監測混合室中材料之溫度、壓力或組成。在另一實例中，偵測器可定位於混合室之離開管線或排空混合室之流動管線與聚醯胺製造系統之主要流動管線的接點處。混合室中之偵測器可例如 偵測添加劑與實質上聚合之聚醯胺何時混合，或混合室中之材料組成何時具有選定組成、溫度或壓力。混合室偵測器可操作地連接於一或多個出口閥。當混合室中之偵測器偵測到選定組成、水含量、組成均質性、溫度或壓力時，可打開一或多個出口閥。混合室偵測器亦可操作地連接於一或多個出口閥，以在混合室中之材料的組成、溫度或壓力偏離選定組成、水含量、組成均質性、溫度或壓力時關閉閥。
一或多個流量監測偵測器亦可定位於自混合室引出，或引至排空混合室之流動管線與聚醯胺製造系統之主要流動管線之接點的離開管線中。該流量監測偵測器可操作地連接於一或多個出口閥以調節進入聚醯胺製造系統之下游管線的聚醯胺-添加劑側混合物流量。舉例而言，該等流量監測偵測器可致動一或多個出口閥，以減少或增加進入聚醯胺製造系統之下游管線的聚醯胺-添加劑側混合物之體積。因此可藉由偵測聚醯胺-添加劑側混合物之體積、組成、溫度或壓力的偵測器介導出口閥之調節。
一或多個添加劑閥可定位於添加劑儲集器與側流複合單元之混合室之間。該等添加劑閥可打開及關閉以允許添加劑流入至選定混合室。一或多個偵測器可操作地連接於一或多個添加劑閥。舉例而言，可操作地連接於一或多個添加劑閥之偵測器可偵測添加劑之體積、組成、溫度或壓力且致動一或多個添加劑閥之打開或關閉。因此，舉例而言，當適當添加劑體積已流入至混合室時，流量偵測器可致動一或多個添加劑閥之關閉。當添加劑之溫度、組成或壓力在選定範圍內時或當量測參數與臨限值交叉時，可打開添加劑閥來向混合室中釋放添加劑。類似地，當添加劑之溫度、組成或壓力在選定範圍之外時，添加劑閥可關閉或保持關閉。
一或多個添加劑閥亦可操作地連接於混合室中之一或多個偵測器。如上文所解釋，混合室中之偵測器可偵測混合室中材料之組成、 溫度或壓力。當混合室偵測器偵測到選定組成、溫度或壓力範圍時，混合室偵測器可致動一或多個添加劑閥打開且向混合室中釋放添加劑。混合室偵測器亦可操作地連接於一或多個添加劑閥，以在混合室中之材料的組成、溫度或壓力偏離選定組成、溫度或壓力時關閉閥。
側流複合單元可經組態以在混合室中混合材料持續任何適合時段，使得進行充分混合以產生實質上均質之混合物，其準備好返回至主要流動管線。舉例而言，在返回至下游管線之前，實質上聚合之聚醯胺在混合室中耗費之平均時間可為約0.0001秒至約1小時，或約0.001秒至約30分鐘，或約0.01秒至約20分鐘，或約0.0001秒或0.0001秒以下，或約0.001秒、0.01秒、0.1秒、0.5秒、1秒、2秒、3秒、4秒、5秒、10秒、15秒、20秒、30秒、40秒、50秒、1分鐘、1.5分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、40分鐘、50分鐘或約1小時或1小時以上。
一或多個加熱單元可經組態以維持側流複合單元內材料之溫度。舉例而言，整個側流複合單元可封閉於熱調節室內。或者，可藉由獨立加熱單元各別地調節一或多個添加劑儲集器、一或多個混合室、一或多個閥及側流複合單元之多個管線的溫度。
側流複合單元之不同組件之溫度的獨立調節具有一些優勢。舉例而言，混合室可加熱至超過添加劑儲集器以維持混合室中的實質上聚合之聚醯胺為熔融狀態，同時避免熱敏感添加劑熱衰變。若添加劑對熱敏感，例如其可維持於較低溫度下直至即將進入混合室。舉例而言，可藉由加熱自添加劑儲集器延伸至混合室之管線中的添加劑將添加劑加熱至選定溫度。混合室亦可加熱高於或低於添加劑儲集器之溫度，以促進該單元之此等組件中材料的混合或反應。
因此，側流複合單元可包括一或多個流動管線加熱單元、一或多個混合室加熱單元、一或多個添加劑儲集器加熱單元及一或多個閥 加熱單元。
加熱單元可各別地可操作地耦接至可致動或終止熱輸出以調節側流複合單元中組件(例如流動管線、混合室、添加劑儲集器或閥)之溫度的恆溫器或其他器件。
一或多個冷卻單元亦可操作地連接於側流複合單元之組件。該等冷卻單元亦可操作地耦接至恆溫器以初始或終止側流複合單元之組件的冷卻。舉例而言，冷卻單元可經組態以冷卻添加劑儲集器，或促進添加劑儲集器中溫度之調節。儘管混合室、閥及流動管線可能僅偶爾需要冷卻，但冷卻單元亦可操作地連接於此等組件，例如使得各組件之溫度維持於規定限制內。
一或多個混合器可與混合室或添加劑儲集器一起定位以混合其中之材料。混合器可促進材料均質混合。可藉由一或多個偵測器調節混合器以起始材料在選定速度下或選定時段內混合。舉例而言，若添加劑水含量與實質上聚合之聚醯胺的水含量顯著不同，則可致動混合器以在適當速度下起始混合較黏稠實質上聚合之聚醯胺且該速度可隨著引入更多添加劑而變化。
一或多個泵可整合至多個流動管線及側流複合單元之其他組件中。舉例而言，一或多個泵可操作整合至自連續聚醯胺製造系統中之上游管線引導且引入至一或多個混合室中的一或多個流動管線中。一或多個泵亦可操作地整合至自添加劑儲集器引導且引入至一或多個混合室中之一或多個流動管線。類似地，一或多個泵可操作整合至自一或多個混合室引導且引入至連續聚醯胺製造系統中之下游管線中的一或多個流動管線中。一或多個泵亦可操作地定位於混合室之間。
因此，側流複合單元可包括許多組件(包括至少一個添加劑儲集器、至少一個混合室、一或多個混合器、一或多個加熱單元、一或多個冷卻單元、一或多個泵、一或多個閥、一或多個偵測器、一或多個 排氣口及一或多個連接管線)以促進材料在至少一個添加劑儲集器、至少一個混合室與連續聚醯胺製造系統之間移動。
連續聚醯胺製造系統中之下游管線亦可具有一或多個混合器，諸如一或多個靜態混合器(在線)、槳式混合器、螺條混合器、捏合機、螺旋式混合器、雙軸混合器、行星混合器、雙行星混合器、高速或低速分散器、雙捏合機及其類似混合器。參看例如Perry's Chemical Engineering Handbook，第5版，第19頁-第22頁。連續聚醯胺製造系統中之下游管線亦可具有一或多個獨立混合室以促進含有添加劑之聚合物混合物(『母料』)與聚合物在下游管線中混合。該等下游混合室亦可具有一或多個混合器，諸如本文所述之任一者，或熟習此項技術者可獲得之任何混合器。
側流複合單元及該單元之使用方法提供均勻添加劑混合，減少污染物引入，避免副產物形成，及不導致設備污染。避免凝膠形成。凝膠可在滯留袋中以及流過系統之聚合物中的不規則處或旋渦處形成。側流複合單元及該單元之使用方法促進流動及將添加劑混合至聚醯胺中。側流複合單元亦可減少或避免製造系統中之凝膠形成。
例示性側流複合單元
圖1為說明側流複合單元之一個實例的示意圖。側流複合單元例如藉由連接於連續聚醯胺製造系統中之主要聚醯胺流動管線的分流流動管線20及出口流動管線50可操作地連接於連續聚醯胺製造系統。側流複合單元可在連續聚醯胺製造系統之組件10的下游。舉例而言，組件10可為連續聚醯胺製造系統之閃蒸單元或精整單元。不具有添加劑的實質上聚合之聚醯胺60因此可分流至側流複合單元且具有添加劑的實質上聚合之聚醯胺70可自側流複合單元移除或流出。諸如閥15、25、35及45之閥可調節自側流複合單元的一個區或組件至另一區或組件的材料(例如添加劑或實質上聚合之聚醯胺)流量。舉例而言，實質 上聚合之聚醯胺可藉由分流流動管線20分流至混合室30。添加劑亦可自添加劑儲集器40流入至可發生混合之混合室30。側流複合單元因此可產生具有添加劑的實質上聚合之聚醯胺70。
聚醯胺製造
術語「聚醯胺」意謂含有複數個醯胺鍵之聚合物。聚醯胺(例如在重複單元之間具有至少85%脂族鍵的脂族聚醯胺)亦稱為尼龍。術語「線性」意謂聚醯胺可由結構單元首尾相連且以鏈狀方式鍵聯之雙官能反應物獲得。因此，此術語欲排除衍生自三胺或三元酸之聚合物中可能存在的三維聚合結構。
脂族聚醯胺可獲自與一級胺或二級胺反應時的二元羧酸及二元羧酸的其他形成醯胺之衍生物(例如酸酐、醯胺、酸鹵化物、半酯及二酯)。可藉由使一級或二級二胺(具有至少一個連接於各氮之氫的二胺)與二羧酸或二羧酸的形成醯胺之衍生物反應，實現由二羧酸及二胺組成之單體形成實質上所有脂族聚醯胺聚合物。
HOOC-R-COOH+H2N-R'-NH2 → -[NH-R'-NH-CO-R-CO]m-+nH2O
其中R及R'表示二價烴基。
產生之產物由一連串相同單元堆積成的長鏈構成，該等單元由以下組成：-NH-R'-NH-CO-R-CO-
其中水為聚合物形成之僅有副產物。
卡羅蘇(Carothers)引入二胺與二酸聚醯胺之命名慣例，其在使用中被採用。因此，衍生自二酸及二胺之各一個分子的聚合物的「結構單元」針對各別基團(R及R')中之碳原子數命名。將六亞甲基-1,6-二胺及己二酸產生之聚醯胺命名為「尼龍6,6」(聚六亞甲基己二醯胺)是此慣例之結果。
用於製備聚醯胺之商業製程可包括在超大氣壓力下使二胺-二元 羧酸鹽水溶液連續通過連續反應區。參看例如Taylor之美國專利第2,361,717號；Heckert之美國專利第2,689,839號。
可藉由在縮聚條件下加熱實質上等分子量之二胺與二羧酸或二元羧酸的形成醯胺之衍生物製備聚醯胺。該等縮聚條件一般包括約180℃至300℃之溫度。
舉例而言，在尼龍6,6製程中，向連續聚合反應器饋入濃度為35至65重量%的己二酸六亞甲基二銨(尼龍6,6鹽)之水溶液。可在反應器上游之視情況選用之蒸發器中調整己二酸六亞甲基二銨之濃度。閃蒸器階段(亦稱為二級反應器)之流出物包括相對黏度通常為約9-20的聚醯胺預聚物。此物流饋入至精整裝置。精整裝置中之控制變數可包括溫度、壓力及滯留體積。此等控制變數可調整，使得獲得具有所要相對黏度(通常在30至100範圍內)之最終聚合物。精整裝置中之溫度維持於270℃至290℃之範圍內。壓力維持於250至640毫巴。滯留體積為約20至40分鐘。
當達到足夠高分子量時，產物具有纖維形成性質。舉例而言，當聚醯胺具有約0.5至2.0之固有黏度範圍時，出現該纖維形成；如間甲酚溶液中所量測。
當達到所要聚合度時，聚合完成。聚合度根據聚合物黏度間接表示。聚合度通常以相對黏度或RV形式量測，其又為黏度及分子量之代替量測。
在高溫下，聚合度隨存在之水量變化且受存在之水量限制。一方面，聚合物與水之間存在動態平衡，且另一方面，解聚聚合物(或甚至反應物)。通常需要RV顯著高於在大氣壓下由蒸氣平衡可獲得之RV的聚醯胺。
既定聚醯胺之性質可變化，尤其聚醯胺之分子量可變化。聚醯胺性質亦受其末端基團之種類影響，此又取決於何種反應物過量使 用，二胺還是二酸。
聚醯胺之平均分子量可能難以決定，但平均分子量之精確知識對於多數目的而言一般不重要。其他已公認大概存在兩個階段或聚合度：分子量可能在1000至4000附近的低分子聚合物，及分子量可能在至少7000以上之纖維形成聚醯胺。低分子聚合物與高分子聚合物或「超聚合物」之間的區別在於低分子聚合物在熔融時相對較不黏稠。高分子聚合物相當黏稠，即使在比其熔點高25℃之溫度下亦如此。
與低分子聚合物形成對比，聚醯胺之高分子聚合物容易撚成永久定向的堅固連續可彎纖維。然而，低分子聚合物(例如單元長度小於約9者)可藉由繼續聚合反應轉化成高分子聚合物。
纖維形成聚醯胺一般具有高熔點及低溶解度。自較簡單類型之胺及酸分離者一般為不透明固體，其在相當確定溫度下熔融或變得透明。纖維形成聚醯胺在低於其熔點下一般展現尖銳X射線結晶粉末繞射圖，此為其結晶結構之證據。此等聚醯胺之密度一般在1.0至1.2之間。尼龍6,6之密度一般鑑別為1.14g/cm3。
聚醯胺可具有類似結構之個別單元。此等個別單元之平均尺寸、聚合物之平均分子量人為控制於特定界限內。聚合反應進行得越多，平均分子量(及固有黏度)將越高。若聚合期間以精確等莫耳量使用反應物，且在允許揮發性產物逸出之條件下繼續長期加熱，則獲得具有極高分子量之聚醯胺。然而，若任一反應物過量使用，則聚合可進行至某一點且接著基本上停止。聚合停止之點視過量使用之二胺或二元酸(或衍生物)的量而定。
製備聚醯胺之便利方法可包括藉由在液體中適當混合化學等效量之二胺與二羧酸製備鹽。液體可為所得鹽之不良溶劑。需要時，自液體分離之鹽可藉由自適合溶劑結晶純化。此等二胺-二羧酸鹽為結晶且具有確定熔點。其可溶於水中且可自特定醇及醇-水混合物結 晶。
可以多種方式自二胺-二羧酸鹽製備纖維形成聚醯胺。可允許移除反應中形成之水的條件下，在無溶劑或稀釋劑存在下將鹽加熱至反應溫度(180℃-300℃)。
聚醯胺聚合反應可經受減壓(例如，等於50至300mm汞柱(67至400毫巴)之絕對壓力)以促進實質上完全聚合。舉例而言，可在使聚合物固化之前將製備聚醯胺之反應容器抽真空。
一般而言，上述聚醯胺形成製程中要求不添加催化劑。然而，某些含磷材料可發揮特定程度之催化功能。含磷材料可包括金屬膦酸鹽。使用所添加之催化劑可促進高分子量材料的製造。
測試方法
熱降解指數(TDI)為與聚合物受熱歷程相關之量測。較低TDI指示製造期間較不劇烈之溫度歷程。熟練技術人員可獲得之TDI測定法量測聚合物於90%甲酸中之1重量%溶液在292nm波長下的吸光度。
氧化降解指數(ODI)為與聚合物在高溫製造期間暴露於氧化條件有關的量測。較低ODI指示製造期間較不嚴重之氧化降解。其藉由量測聚合物於90%甲酸中之1重量%溶液在260nm波長下的吸光度測定。
相對黏度(RV)係指在25℃下在毛細管黏度計中量測之溶液及溶劑黏度之比率。藉由ASTM D789-06之RV為此測試程序之基礎且為25℃下聚醯胺於90%甲酸(90重量%甲酸及10重量%水)中之8.4重量%溶液的黏度與25℃下單獨90%甲酸之黏度(以厘泊(centipoises)為單位)的比率。
定義
如本文所用之術語「約」可允許在一值或範圍內之變化度，例如在所述值或所述範圍限制之10%內、5%內或1%內。
如本文所用，術語「實質上」係指大多數或大部分，如至少約 50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%或至少約99.999%或99.999%以上。
如本文所用，術語「溶劑」係指可溶解固體、液體或氣體之液體。溶劑之非限制性實例為聚矽氧、有機化合物、水、醇、離子性液體及超臨界流體。
如本文所用，術語「空氣」係指組成與自大氣(一般在地平面處)獲取之天然氣體組成大致相同的氣體混合物。在一些實例中，自周圍環境獲取空氣。空氣組成包括約78%氮氣、21%氧氣、1%氬氣及0.04%二氧化碳，以及少量其他氣體。
以範圍型式表示之值應以靈活方式解釋為不僅包括明確陳述為範圍之限制的數值，而且亦包括彼範圍涵蓋之所有個別數值或子範圍，就像明確陳述了各數值及子範圍一樣。舉例而言，「約0.1%至約5%」或「約0.1%至5%」之範圍應解釋為不僅包括約0.1%至約5%，而且亦包括指定範圍內之個別值(例如1%、2%、3%及4%)及子範圍(例如0.1%至0.5%、1.1%至2.2%、3.3%至4.4%)。除非另外指出，否則陳述「約X至Y」具有與「約X至約Y」相同之含義。同樣，除非另外指出，否則陳述「約X、Y或約Z」具有與「約X、約Y或約Z」相同之含義。
在本文件中，除非上下文另外明確指出，否則術語「一」或「該」用於包括一個或一個以上。除非另外指出，否則術語「或」用於指非排他性的「或」。此外，應理解，本文採用且未另外定義之用語或術語僅用於描述之目的，而非限制。段落標題之任何使用是打算幫助閱讀文件而非要解釋為限制性；與段落標題相關之資訊可在彼特定段落內或外出現。
聚醯胺側流單元及使用該單元製備聚醯胺之製程由以下實例說明，其欲單純為例示性的而非限制本發明。
實例
連續聚合製程. 實例中執行以下製程。在連續尼龍6,6製程中，己二酸及六亞甲基二胺在鹽觸發器中以大致等莫耳比在水中合併，形成含有尼龍6,6鹽及具有約50重量%水之水性混合物。將鹽水溶液轉移至蒸發器。蒸發器將鹽水溶液加熱至約125-135℃(130℃)且自經加熱之鹽水溶液移除水，使水濃度達到約30重量%。將相對黏度為約1.4-1.9(1.6)之經蒸發鹽混合物轉移至反應器。反應器使經蒸發之鹽混合物的溫度升至約218-250℃(235℃)，使反應器自經加熱之經蒸發鹽混合物進一步移除水，使水濃度達到約10重量%，且使鹽進一步聚合。將反應之混合物轉移至閃蒸器。閃蒸器將反應之混合物加熱至約270-290℃(280℃)，使閃蒸器自反應之混合物進一步移除水，使水濃度達到約0.5重量%，且使反應之混合物進一步聚合。將相對黏度為約9至20(13)之經閃蒸混合物轉移至精整機。精整機使聚合混合物經受真空以進一步移除水，使水濃度達到約0.1重量%，使得將精整聚合混合物轉移至擠壓機及製粒機之前，聚醯胺達到適合最終聚合度範圍。
實例1a：向部分聚合之尼龍中添加添加劑
將預熱至130℃的二氧化鈦銳鈦礦形式添加劑的10%水性懸浮液泵送至離開蒸發器的部分形成之聚醯胺溶液中，加熱至注入之時間間隔不大於30秒。離開蒸發器之聚醯胺物流的流動速率為約75L/min，10%添加劑蒸氣之流動速率為約1.7L/min。此等合併物流流入至反應器中。在59L/min下離開精整機之聚合物的固有黏度為0.9且含有0.3重量%添加劑。
操作12週後，關閉系統。在閃蒸器及其他下游部件中觀測到顯著添加劑沈積。二氧化鈦試劑塗覆於熱轉移表面外，平均厚度為約0.2mm，降低製程中之熱轉移效率。
實例1b：在擠壓機中向部分聚合之尼龍中添加添加劑
側流添加劑單元位於閃蒸器下游。打開入口閥以將約5重量%實質上聚合之尼龍自主要尼龍物流分流至側流添加劑單元之混合室中。將混合室均勻加熱至與主要物流中實質上聚合之尼龍相等的溫度(約280℃)。混合室混合二氧化鈦銳鈦礦形式添加劑與經分流實質上聚合之尼龍，形成水含量為約0.1-0.2重量%且溫度為約280℃的均質添加劑物流。以約3L/min流過混合室之聚合物混合物在混合室中之平均總滯留時間為約10分鐘，且達到約6重量%之二氧化鈦濃度。均質尼龍-添加劑物流通過出口閥以再結合聚醯胺擠壓機中之主要物流，擠壓機將聚醯胺擠壓成股線。進入混合室之材料的壓力受離開閃蒸器之材料壓力影響，且離開混合室之材料壓力受擠壓機中之材料壓力影響。自閃蒸器離開之材料與擠壓機中之材料之間的小壓力變化引起混合室中之壓力變化，使得難以一貫維持添加劑自添加劑室向前流動。聚合物混合物倒流至添加劑入口中，用聚合物混合物污染添加劑饋入裝置，需要添加劑系統離線以進行清潔。最終產物之平均二氧化鈦濃度為約0.3重量%；然而，由於添加劑添加與擠壓製程接近，因此添加劑在主要物流中之混合不澈底且不一致，產生具有不同添加劑濃度之顆粒，且相應地降低產物品質。
實例1c：使用預製尼龍6,6載劑流體向部分聚合之尼龍中添加添加劑
側流添加劑單元位於閃蒸器下游。添加劑單元混合二氧化鈦銳鈦礦形式添加劑與預製尼龍6,6聚合物載劑流體以添加至主要物流中。將添加劑單元之混合室均勻加熱至與主要物流中實質上聚合之尼龍相等的溫度(約280℃)。混合室產生水含量為約0.1-0.2重量%且溫度為約280℃的均質添加劑物流。混合室中之聚合物混合物的二氧化鈦濃度為約6重量%。聚合物混合物自混合室流出添加劑單元，且以約3L/min進入在擠壓機上游的主要物流中。聚合物混合物在混合室中之平均總滯留時間為約10分鐘。最終產物之二氧化鈦濃度為約0.3重量 %。尼龍6,6載劑流體的聚合度並非一直與主要物流中尼龍6,6之聚合度完美匹配。在預製尼龍6,6載劑流體中向主要物流中添加添加劑引起尼龍6,6產物之聚合度變化，降低產物品質。
實例1d：使用尼龍6載劑流體向部分聚合之尼龍中添加添加劑
側流添加劑單元位於閃蒸器下游。添加劑單元混合二氧化鈦銳鈦礦形式添加劑與預製尼龍6聚合物載劑流體以添加至主要物流中。將添加劑單元之混合室均勻加熱至與主要物流中實質上聚合之尼龍相等的溫度(約280℃)。混合室產生水含量為約0.1-0.2重量%且溫度為約280℃的均質添加劑物流。混合室中之聚合物混合物在混合室中之平均總滯留時間為約10分鐘且二氧化鈦濃度為約6重量%。聚合物混合物自混合室流出添加劑單元，且以約3L/min進入在擠壓機上游的主要物流中。最終產物之二氧化鈦濃度為約0.3重量%。尼龍6載劑流體為不同於尼龍6,6主要物流之聚合物。在尼龍6中向主要物流添加添加劑向尼龍6,6產物添加尼龍6雜質，降低產物品質。
實例2：向實質上聚合之尼龍添加添加劑的改良方法
側流添加劑單元位於閃蒸器下游。打開入口閥以將約5重量%實質上聚合之尼龍自主要尼龍物流分流至側流添加劑單元之混合室中。將混合室均勻加熱至與主要物流中實質上聚合之尼龍相等的溫度(約280℃)。混合室包括一裝置用於混合二氧化鈦與實質上聚合之尼龍形成水含量為約0.1-0.2重量%且溫度為約280℃的均質尼龍-添加劑物流。以約3L/min流過混合室之聚合物混合物在混合室中之平均總滯留時間為約10分鐘，且達到約6重量%之二氧化鈦濃度。均質尼龍-添加劑物流通過出口閥以再擠壓機上游再結合主要物流。最終產物之二氧化鈦濃度為約0.3重量%。
操作12週後，關閉系統。在擠壓機上游未觀測到添加劑沈積。熱轉移表面不含添加劑且在實例1a中所述之製程中累積添加劑的位置 處觀測到較少凝膠形成。與實例1b形成對比，混合室入口與混合室出口之間存在小壓力變化，使得容易保持添加劑向混合室中之向前流動，避免聚合物倒流至添加劑入口。與實例1c及1d形成對比，因為添加劑之載劑流體獲自主要尼龍6,6物流，所以聚合度精確匹配，不造成產物品質降級。
本文引用或提及之所有專利及公開案指示熟習本發明所屬領域技術者的技術水準，且該引用專利或公開案中每一者以引用方式明確併入本文中，引用程度就像其以全文引用的方式併入或在本文中全文闡述一樣。申請者保留自任何所述引用專利或公開案向本說明書中實際併入任何及所有材料及資訊的權利。
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本文以說明方式描述之本發明可在無任何本文未特定必要揭示之元件、限制存在下適合地實施。本文適合地以說明方式描述之方法及製程可以不同步驟順序實施，且該等方法及製程不必侷限於本文或申請專利範圍中指示之步驟順序。
專利在任何情況下都不解釋為受本文特定揭示之特定實例或實施例或方法限制。專利在任何情況下都不解釋為受專利及商標局(Patent and Trademark Office)的任何檢查員或任何其他官員或雇員所作任何聲明限制，除非該聲明被申請者所書寫之答覆特定且無條件或保留的明確採用。
所採用之術語及表述用作說明術語而非限制術語，且使用該等術語及表述不欲排除所示及所描述特徵或其部分的任何等效物，但應 承認各種修改可能在所主張之本發明範疇內。因此，應理解儘管較佳實施例及可選特徵已明確揭示本發明，但熟習此項技術者可採用本文揭示之概念的修改及變化，且該等修改及變化視為在隨附申請專利範圍及本發明之聲明界定的本發明範疇內。
本文已對本發明進行概括且一般描述。在本發明範圍內之較狹窄種類及子集亦形成本發明之部分。此包括自該種類移除標的物的限制條件或否定式限制下本發明之一般描述，不管本文是否對去除材料進行特定陳述。此外，若根據馬庫斯組(Markush group)描述本發明之特徵或態樣，則熟習此項技術者應瞭解，本發明亦藉此根據馬庫斯組的任何個別成員或成員子組進行描述。
聲明：
1.一種用於將添加劑混合至聚醯胺聚合物物流中之方法，其包含：(a)自連續聚醯胺製造系統中之上游管線分流實質上聚合之聚醯胺，產生聚醯胺側流；(b)將添加劑混合至該聚醯胺側流中，產生聚醯胺-添加劑側混合物；及(c)使該聚醯胺-添加劑側混合物返回至該系統中之下游管線，產生聚醯胺-添加劑主要物流；其中在分流時，來自該上游管線之該實質上聚合之聚醯胺的水含量為約0.1重量%至3重量%。
2.聲明1之方法，其中分流時，該上游管線中之該實質上聚合之聚醯胺的水含量為約0.1至2重量%。
3.聲明1或2之方法，其中分流時，該上游管線中之該實質上聚合之聚醯胺的水含量為約0.1至1重量%。
4.聲明1至3中任一項之方法，其中該添加劑含有溶劑，且該溶 劑在返回至該下游管線之前自該聚醯胺-添加劑側混合物實質上移除。
5.聲明1至4中任一項之方法，其中在返回至該下游管線之前自該聚醯胺-添加劑側混合物移除水。
6.聲明1至5中任一項之方法，其中當該聚醯胺-添加劑側混合物的水含量為該下游管線中之該聚醯胺水含量的0.9至1.1倍時，該聚醯胺-添加劑側混合物在下游返回。
7.聲明1至6中任一項之方法，其中該聚醯胺-添加劑側混合物中之該添加劑重量百分比為約0.001至20重量%，或約0.01至15重量%，或約0.01至10重量%，或約0.1至10重量%，或約0.1至9重量%，或約0.01至8重量%，或約0.01至7重量%，或約0.01至6重量%，或約0.01至5重量%，或約0.1至3重量%。
8.聲明1至7中任一項之方法，其中該聚醯胺-添加劑主要物流中之該添加劑重量百分比為約1至5重量%。
9.聲明1至8中任一項之方法，其中該連續聚醯胺製造系統包含反應物儲集器、蒸發器、聚合反應器、批式反應器閃蒸器、精整機、聚醯胺股線形成單元、擠壓機及其組合。
10.聲明1至9中任一項之方法，其中自該上游管線之該分流是在聚醯胺聚合反應混合物通過該系統中之閃蒸器之後。
11.聲明1至10中任一項之方法，其中該聚醯胺-添加劑側混合物在下游在該系統中之閃蒸器後返回。
12.聲明1至11中任一項之方法，其中自該上游管線之該分流是在聚醯胺聚合反應混合物通過該系統中之精整機之後。
13.聲明1至12中任一項之方法，其中該聚醯胺-添加劑側混合物在聚醯胺聚合反應已通過精整機之後在下游返回。
14.聲明1至13中任一項之方法，其中該聚醯胺-添加劑側混合 物在該系統中之聚醯胺股線形成單元之前返回至該主要聚醯胺流動管線。
15.聲明1至14中任一項之方法，其中該聚醯胺-添加劑側混合物在擠壓聚醯胺通過擠壓機之前返回至該主要聚醯胺流動管線。
16.聲明1至15中任一項之方法，其進一步包含在將該聚醯胺-添加劑側混合物返回至該下游管線之後混合該聚醯胺-添加劑主要物流。
17.聲明1至16中任一項之方法，其進一步包含在將該聚醯胺-添加劑側混合物返回至該下游管線之後混合該聚醯胺-添加劑主要物流至均質。
18.聲明1至17中任一項之方法，其中在將該聚醯胺-添加劑側混合物返回至該系統之該下游管線後，該聚醯胺-添加劑主要物流在該系統之混合單元中混合。
19.聲明1至18中任一項之方法，其中該添加劑為聚合催化劑、封端劑、熱穩定劑、光穩定劑、潤滑劑、抗微生物劑、著色劑、增強劑、填充劑、阻燃劑、含氟聚合物、三氧化二銻、聚己內酯、硫化鋅、退光劑、二氧化鈦或其組合。
20.聲明1至19中任一項之方法，其中該添加劑為染料、顏料、玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、芳族聚醯胺纖維、石膏纖維、矽酸鈣、高嶺土、煅燒高嶺土、矽灰石、滑石、白堊、磷酸鹽、磷酸、亞磷酸酯、一元膦酸酯、亞磷酸酯、有機膦氧化物、次磷酸鈉、乙酸、丙酸、苯甲酸、丁二酸、偏二氟乙烯、六氟丙烯、氯三氟乙烯、四氟乙烯、全氟烷基全氟乙烯基醚或其組合。
21.聲明1至20中任一項之方法，其中在與該聚醯胺側流混合之前加熱該添加劑。
22.一種連續聚醯胺製造系統，其包含 側流複合單元，其具有至少一個上游入口、至少一個混合室及至少一個下游出口；其中該側流複合單元與該連續聚醯胺製造系統之主要聚醯胺流動管線並聯定位或組態；其中該至少一個混合室經組態以混合添加劑與經該等上游入口中至少一者分流的實質上聚合之聚醯胺；及其中該等下游出口中之每一者定位於聚醯胺擠壓機或聚醯胺股線形成單元上游。
23.聲明22之系統，其中該等上游入口中之每一者經組態以在該主要聚醯胺流動管線中在閃蒸器單元與該系統中之該聚醯胺擠壓機單元或該聚醯胺股線形成單元之間的位置處自該主要聚醯胺流動管線分流實質上聚合之聚醯胺。
24.聲明22或23之系統，其中該等上游入口中之每一者經組態以在該主要聚醯胺流動管線中在精整機單元與該系統中之該聚醯胺擠壓機單元或該聚醯胺股線形成單元之間的位置處自該主要聚醯胺流動管線分流實質上聚合之聚醯胺。
25.聲明22至24中任一項之系統，其中該等上游入口中至少一者包含偵測器以偵測分流至該側流複合單元之該混合室的該實質上聚合之聚醯胺的量或體積。
26.聲明22至25中任一項之系統，其中該等上游入口中至少一者可操作地連接至偵測器，其在選定量或體積之該實質上聚合之聚醯胺分流至該側流複合單元之至少一個混合室時關閉可操作的連接之上游入口。
27.聲明22至26中任一項之系統，其中該等上游入口中至少一者可操作地連接於偵測器，其偵測該主要聚醯胺流動管線中之該實質上聚合之聚醯胺水含量。
28.聲明22至27中任一項之系統，其中該等上游入口中至少一者可操作地連接於偵測器，其偵測該主要聚醯胺流動管線中之該實質上聚合之聚醯胺水含量，且其中當偵測到選定實質上聚合之聚醯胺水含量時該偵測器打開該等上游入口中至少一者。
29.聲明22至28中任一項之系統，其中該等混合室中至少一者包含混合器，其經組態以混合該添加劑與該實質上聚合之聚醯胺至均質。
30.聲明22至29中任一項之系統，其中該等混合室中至少一者包含可操作地連接於偵測器之混合器，該偵測器經組態以偵測該添加劑與該實質上聚合之聚醯胺混合得多均勻。
31.聲明22至30中任一項之系統，其中該下游出口可操作地連接於偵測器，其經組態以在該添加劑與該實質上聚合之聚醯胺均勻混合時打開該下游出口。
32.聲明22至31中任一項之系統，其中該側流複合單元包含加熱器，其經組態以均勻加熱該等混合室中之至少一者。
33.聲明22至32中任一項之系統，其中該側流複合單元包含加熱器，其經組態以均勻加熱該等混合室中至少一者且將該加熱之混合室內添加劑與實質上聚合之聚醯胺的混合物維持為熔融狀態。
34.聲明22至33中任一項之系統，其中該側流複合單元包含加熱器，其經組態以均勻加熱該等混合室中至少一者且當實質上聚合之聚醯胺與該添加劑混合時促進該實質上聚合之聚醯胺進一步聚合。
35.聲明22至34中任一項之系統，其中該側流複合單元包含至少一個添加劑儲集器。
36.聲明22至35中任一項之系統，其中該側流複合單元包含加熱器，其經組態以在該添加劑與實質上聚合之聚醯胺混合之前均勻加熱該添加劑。
37.聲明22至36中任一項之系統，其中該側流複合單元包含具有恆溫器之加熱器，該恆溫器經組態以調節該等混合室中至少一者或至少一個添加劑儲集器中材料之溫度。
38.聲明22至37中任一項之系統，其中該側流複合單元進一步包含偵測器以監測混合室中包含該實質上聚合之聚醯胺之混合物的該水含量。
39.聲明22至38中任一項之系統，其中該等下游出口中至少一者可操作地連接於水含量偵測器，當偵測到該混合物之選定水含量時，其啟動添加劑與實質上聚合之聚醯胺的混合物通過出口釋放且進入該系統之主要聚醯胺流動管線。
40.聲明22至39中任一項之系統，其中該側流進一步包含泵、葉輪、流量計、一或多個排氣口或其組合。
41.聲明22至40中任一項之系統，其中該等上游入口中至少一者可操作地連接於偵測器，其偵測該實質上聚合之聚醯胺的水含量。
42.聲明22至41中任一項之系統，其中當該實質上聚合之聚醯胺的水含量為約0.1重量%至3重量%時，該實質上聚合之聚醯胺經該等上游入口中至少一者分流。
43.聲明22至42中任一項之系統，其中當該實質上聚合之聚醯胺的水含量為約0.1至2重量%時，該實質上聚合之聚醯胺經該等上游入口中至少一者分流。
44.聲明22至43中任一項之系統，其中當該實質上聚合之聚醯胺的水含量為約0.1至1重量%時，該實質上聚合之聚醯胺經該等上游入口中至少一者分流。
45.聲明22至44中任一項之系統，其中至少一個混合室具有排氣口。
46.聲明22至45中任一項之系統，其中該等混合室中至少一者 具有可供添加劑溶劑、水或其組合通過之排氣口。
47.聲明22至46中任一項之系統，其中該等下游出口中至少一者可操作地連接於偵測器，其偵測混合室中混合物之水含量。
48.聲明22至47中任一項之系統，其中當該聚醯胺-添加劑側混合物的水含量為該下游管線中之該聚醯胺水含量的0.9至1.1倍時，該聚醯胺-添加劑側混合物在下游返回。
49.聲明22至48中任一項之系統，其中該連續聚醯胺製造系統包含反應物儲集器、蒸發器、聚合反應器、批式反應器閃蒸器、精整機、聚醯胺股線形成單元、擠壓機或其組合。
50.聲明22至49中任一項之系統，其中該主要聚醯胺流動管線包含位於該主要聚醯胺流動管線中該下游出口之後的混合器。
51.聲明22至50中任一項之系統，其中該連續聚醯胺製造系統進一步包含定位於該主要聚醯胺流動管線中該下游出口之後之混合單元。
52.聲明22至51中任一項之系統，其中該添加劑為聚合催化劑、封端劑、熱穩定劑、光穩定劑、潤滑劑、抗微生物劑、著色劑、增強劑、填充劑、阻燃劑、含氟聚合物、三氧化二銻、聚己內酯、硫化鋅、退光劑、二氧化鈦或其組合。
53.聲明22至52中任一項之系統，其中該添加劑為染料、顏料、玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、芳族聚醯胺纖維、石膏纖維、矽酸鈣、高嶺土、煅燒高嶺土、矽灰石、滑石、白堊、磷酸鹽、磷酸、亞磷酸酯、一元膦酸酯、亞磷酸酯、有機膦氧化物、次磷酸鈉、乙酸、丙酸、苯甲酸、丁二酸、偏二氟乙烯、六氟丙烯、氯三氟乙烯、四氟乙烯、全氟烷基全氟乙烯基醚或其組合。
54.聲明22至53中任一項之系統，其中添加劑於該聚醯胺-添加劑側混合物中之重量百分比為約0.001至20重量%，或約0.01至15重量 %，或約0.01至10重量%，或約0.1至10重量%，或約0.1至9重量%，或約0.01至8重量%，或約0.01至7重量%，或約0.01至6重量%，或約0.01至5重量%，或約0.1至3重量%。
以下申請專利範圍概述本文所述系統及方法之特徵。
10‧‧‧組件
15‧‧‧閥
20‧‧‧分流流動管線
25‧‧‧閥
30‧‧‧混合室
35‧‧‧閥
40‧‧‧添加劑儲集器
45‧‧‧閥
50‧‧‧出口流動管線
60‧‧‧不具有添加劑的實質上聚合之聚醯胺
70‧‧‧具有添加劑的實質上聚合之聚醯胺

Claims (20)

  1. 一種連續聚醯胺製造系統，其包含：側流複合單元，其具有至少一個上游入口、至少一個混合室及至少一個下游出口；其中各上游入口經組態以自該連續聚醯胺製造系統之主要聚醯胺流動管線分流實質上聚合之聚醯胺；其中該至少一個混合室經組態以混合添加劑與經該等上游入口中至少一者分流的實質上聚合之聚醯胺；及其中該等下游出口中之每一者係定位於聚醯胺擠壓機或聚醯胺股線形成單元上游。
  2. 如請求項1之系統，其中該等上游入口中之每一者係經組態以在該主要聚醯胺流動管線中在閃蒸器單元與該系統中之聚醯胺股線形成單元或擠壓機單元之間的位置處自該主要聚醯胺流動管線分流實質上聚合之聚醯胺。
  3. 如請求項1或2之系統，其中該等上游入口中之每一者係經組態以在該主要聚醯胺流動管線中在精整機單元與該系統中之聚醯胺股線形成單元或擠壓機單元之間的位置處自該主要聚醯胺流動管線分流實質上聚合之聚醯胺。
  4. 如請求項1至3中任一項之系統，其中該等上游入口中至少一者包含偵測器，以偵測分流至該側流複合單元之至少一個混合室的該實質上聚合之聚醯胺的量或體積。
  5. 如請求項1至4中任一項之系統，其中該等上游入口中至少一者係可操作地連接於偵測器，以偵測該主要聚醯胺流動管線中之該實質上聚合之聚醯胺水含量。
  6. 如請求項1至5中任一項之系統，其中該等混合室中至少一者包 含混合器，其經組態以混合該添加劑與該實質上聚合之聚醯胺。
  7. 如請求項1至6中任一項之系統，其中該下游出口係可操作地連接於偵測器，其經組態以在該添加劑與該實質上聚合之聚醯胺均勻混合時打開該下游出口。
  8. 如請求項1至7中任一項之系統，其中該側流複合單元包含加熱器，其經組態以均勻加熱該等混合室中之至少一者。
  9. 如請求項1至8中任一項之系統，其中該側流複合單元包含至少一個添加劑儲集器。
  10. 如請求項1至9中任一項之系統，其中該側流複合單元包含加熱器，其經組態以在該添加劑與實質上聚合之聚醯胺混合之前均勻加熱該添加劑。
  11. 如請求項1至10中任一項之系統，其中該側流複合單元包含具有恆溫器之加熱器，該恆溫器經組態以調節該側流複合單元、該等混合室中至少一者及至少一個添加劑儲集器中之至少一者中之材料的溫度。
  12. 如請求項1至11中任一項之系統，其中該側流複合單元進一步包含偵測器，以監測混合室中包含該實質上聚合之聚醯胺之混合物的該水含量。
  13. 如請求項1至12中任一項之系統，其中當該實質上聚合之聚醯胺的水含量為約0.1重量%至3重量%時，該實質上聚合之聚醯胺經該等上游入口中至少一者分流。
  14. 如請求項1至13中任一項之系統，其進一步包含偵測器，該偵測器偵測混合室中之混合物的水含量。
  15. 如請求項1至14中任一項之系統，其中當該聚醯胺-添加劑側混合物的水含量為該下游管線中之該聚醯胺水含量的0.9至1.1倍時， 該聚醯胺-添加劑側混合物在下游返回。
  16. 如請求項1至15中任一項之系統，其中該主要聚醯胺流動管線包含位於該主要聚醯胺流動管線中該下游出口之後的混合器。
  17. 一種用於將添加劑混合至聚醯胺聚合物物流中之方法，其包含：(a)自連續聚醯胺製造系統中之上游管線分流實質上聚合之聚醯胺，以產生聚醯胺側流；(b)將添加劑混合至該聚醯胺側流中，以產生聚醯胺-添加劑側混合物；及(c)使該聚醯胺-添加劑側混合物返回至該系統中之下游管線，以產生聚醯胺-添加劑主要物流；其中在分流時，來自該上游管線之該實質上聚合之聚醯胺的水含量為約0.1重量%至3重量%。
  18. 如請求項17之方法，其中當該聚醯胺-添加劑側混合物之水含量為該下游管線中該聚醯胺水含量的0.9至1.1倍時，該聚醯胺-添加劑側混合物在下游返回。
  19. 如請求項17或18之方法，其中該聚醯胺-添加劑側混合物中之添加劑重量百分比為約0.01重量%至20重量%。
  20. 如請求項17至19中任一項之方法，其中該添加劑為聚合催化劑、封端劑、熱穩定劑、光穩定劑、潤滑劑、抗微生物劑、著色劑、增強劑、填充劑、阻燃劑、含氟聚合物、三氧化二銻、聚己內酯、二氧化鈦、硫化鋅、退光劑或其組合。
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