TW202244120A - 芳香族分支聚碳酸酯、其製造方法、及芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之芳香族分支聚碳酸酯,係在主鏈及分支鏈上具有預定之重複單元,且在前述主鏈及分支鏈上含有一種以上之預定的分支構造,相對於前述預定之重複單元的物質量,前述分支構造之合計物質量之比率為預定之數值範圍,並含有一種以上之預定的寡聚物,前述寡聚物之合計質量為預定的數值範圍,且,相對於前述寡聚物之合計物質量,特定構造之寡聚物的物質量的比率為預定之數值範圍。
Description
本發明係有關芳香族分支聚碳酸酯、芳香族分支聚碳酸酯之製造方法、及芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置。
自以往,作為從芳香族二羥基化合物與碳酸二芳酯製造芳香族聚碳酸酯之方法,已知例如:使芳香族二羥基化合物(例如雙酚A)與碳酸二芳酯(例如碳酸二苯酯)以熔融狀態進行酯交換反應,取出所生成之芳香族單羥基化合物(例如酚)同時進行聚合之熔融法。
然而,上述酯交換反應係屬於平衡反應,而且,其平衡常數小,故具有下列的問題點:如無法從熔融物之表面有效地取出所生成之芳香族單羥基化合物,則無法進行聚合。而且,具有下列的問題點:若聚合進行某程度,聚合物之黏度會急遽上昇,要將所生成之芳香族單羥基化合物有效地取出至系統
外仍有困難,且工業上無法製造作為製品必需的聚合度(n=30至65左右)之聚合物。
有鑑於上述問題點,為了達成作為製品必需的聚合度,已知例如:使用具有通氣孔部之螺桿型聚合器的方法(日本國特公昭50-19600號公報(對應於英國專利第1007302號));使用咬合型二軸擠出機的方法(日本國特公昭52-36159號公報),又,使用薄膜蒸發型反應器,例如螺桿蒸發器或離心薄膜蒸發器等之方法(日本國特公昭53-5718號公報(對應於美國專利第3,888,826號));再者,組合離心薄膜型蒸發裝置與臥式雙軸攪拌式聚合器而使用之方法(日本國特開平02-153923號公報)。
在此等之方法,係藉由提高聚合溫度,且降低聚合物之熔融黏度,謀求有關上述聚合度的問題之解決。具體而言,係藉由在約300℃之高溫條件下、高真空下,對於熔融預聚物進行機械性攪拌,以謀求表面更新同時進行聚合。
另一方面,本發明人等已提出一種技術,其係開發出使用導件接觸流下式聚合裝置之工業上的製造方法,並謀求解決上述習知技術的問題點;而該導件接觸流下式聚合裝置係對熔融預聚物不進行機械性攪拌,而使熔融預聚物沿著鋼絲等導件以自重落下而同時聚合(例如:參照專利文獻1、2)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2005/123805號公報
[專利文獻2]國際公開第2006/067994號公報
然而,即使為專利文獻1及2所揭示的方法,亦具有下列的問題點:為實現充分的聚合度,必需使聚合溫度提高至280℃左右之高溫;從獲得具有高的熱安定性、著色少、且因熱所產生的色相安定性佳之高品質及高性能的芳香族聚碳酸酯之觀點而言,仍有改善之餘地。
因此,在本發明中,目的在於提供一種著色少、且因熱所產生的色相安定性佳之芳香族分支聚碳酸酯。
本發明人等有鑑於上述習知技術的問題點,經致力研究之結果,發現藉由一種芳香族分支聚碳酸酯,而可解決上述問題點,遂而完成本發明。而該芳香族分支聚碳酸酯係在主鏈及分支鏈上具有預定之重複單元,在該主鏈及分支鏈含有一種以上之預定的分支構造,相對於前述預定之重複單元的物質量,前述分支構造之合計物質量之比率為預定的數值範圍,並含有一種以上之預定的寡聚物,前述寡聚物之合計質量為預定的數值範圍,且,相對於前述寡聚物之合計物質量,特定構造之寡聚物之合計物質量的比率為預定之數值範圍。
亦即,本發明係如下述。
〔1〕一種芳香族分支聚碳酸酯,係滿足下述<條件(i)>至<條件(iii)>。
<條件(i)>
在主鏈及分支鏈上具有下述通式(1)所示之重複單元,
在該主鏈及分支鏈上含有一種以上之下述通式(2)、(3)及(4)所示之分支構造,
相對於下述通式(1)所示之重複單元的物質量,前述分支構造之合計物質量之比率為0.01莫耳%至0.5莫耳%以下。
(式(1)、(2)、(3)及(4)中,Ar表示2價芳香族基,Ar’表示3價芳香族基。)
<條件(ii)>
含有一種以上之下述通式(5)、(6)及(7)所示之寡聚物,相對於前述芳香族分支聚碳酸酯的質量,前述寡聚物之合計質量之比率為0.6質量%以下。
H-(O-Ar-O-C(=O)-)2-OAr” (5)
H-(O-Ar-O-C(=O)-)2-O-Ar-OH (6)
Ar”O-C(=O)-(O-Ar-O-C(=O)-)2-OAr” (7)
(式(5)、(6)及(7)中,Ar表示2價芳香族基,Ar”表示芳香族末端基。)
<條件(iii)>
相對於前述寡聚物之合計物質量,前述通式(5)、(6)所示之寡聚物的合計物質量之比率為60莫耳%以下。
〔2〕如前述〔1〕所述之芳香族分支聚碳酸酯,其中,在前述<條件(i)>中,相對於前述通式(1)所示之重複單元的物質量,前述分支構造之合計物質量之比率為0.05莫耳%至0.4莫耳%,
在前述<條件(ii)>中,相對於前述芳香族分支聚碳酸酯的質量,前述寡聚物之合計質量之比率為0.3質量%以下,
在前述<條件(iii)>中,相對於前述寡聚物之合計物質量,前述通式(5)、(6)所示之寡聚物之合計物質量的比率為30莫耳%以下。
〔3〕如前述〔1〕或〔2〕所述之芳香族分支聚碳酸酯,其中,前述芳香族分支聚碳酸酯在溫度300℃、負載1.2kg下所測定的MI(熔融指數:Melt Index)為0.5至40g/10min。
〔4〕一種芳香族分支聚碳酸酯之製造方法,係前述〔1〕至〔3〕中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,而該製造方法係具有下列步驟:
供給步驟,其係將經吸收氮之芳香族分支聚碳酸酯的預聚物保持於15kPaA至200kPaA,供給至構成芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置的導件接觸流下式聚合裝置;
蒸發步驟,其係使前述預聚物沿著其本身不具備加熱源之導件的外部表面而流下,並使低沸點物質蒸發。
〔5〕如前述〔4〕所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,
使用導件接觸流下式聚合裝置進行前述低沸點物質之蒸發,前述導件接觸流下式聚合裝置為滿足下述<條件(1)>至<條件(9)>。
<條件(1)>
具有:液體接受口、用以通過多孔板而對蒸發區之導件供給液體的液體供給區、在被前述多孔板、側面殼體與底部殼體包圍之空間設有從前述多孔板朝下方延伸的複數導件之蒸發區、設於前述蒸發區之真空通氣孔口、設於底部殼體之最下部的液體排出口。
<條件(2)>
在前述液體供給區中,於前述液體供給區設置流徑控制構件,而該流徑控制構件係具有使從前述液體接受口供給至多孔板之液體,從多孔板之周邊部流向中央部的方向之功能。
<條件(3)>
在前述蒸發區的側面殼體之水平面的內部剖面積A(m2)為滿足下述式(I)。
0.7≦A≦300 式(I)
<條件(4)>
前述內部剖面積A(m2)、與在前述液體排出口之水平面的內部剖面積B(m2)之比為滿足下述式(II)。
20≦A/B≦1000 式(II)
<條件(5)>
相對於上部之側面殼體,構成前述蒸發區之底部的底部殼體在其內部,以角度C度(°)連接,且前述角度C度為滿足下述式(III)。
110≦C≦165 式(III)
<條件(6)>
前述導件之長度h(cm)為滿足下述式(IV)。
150≦h≦5000 式(IV)
<條件(7)>
複數之前述導件整體的外部總表面積S(m2)為滿足下述式(V)。
2≦S≦50000 式(V)
<條件(8)>
前述多孔板每1m2之平均孔數N(個/m2)為滿足下述式(VI)。
50≦N≦3000 式(VI)
<條件(9)>
包含前述多孔板之孔的上部面積之前述多孔板的上部面積T(m2)、與前述孔之有效剖面積的合計Q(m2)之比為滿足下述式(VII)。
50≦T/Q≦3000 式(VII)
〔6〕如前述〔4〕或〔5〕所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,前述經蒸發處理之液體為每1小時1噸以上。
〔7〕如前述〔5〕或〔6〕所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,前述液體供給區之內部側壁面、與前述多孔板構成的角度E度(°)為滿足下述式(VIII)。
100≦E<180 式(VIII)
〔8〕如前述〔5〕至〔7〕中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,最接近前述蒸發區之側面殼體的內壁面之前述導件與前述內壁面之距離K(cm)為滿足下述式(IX)。
5≦K≦50 式(IX)
〔9〕如前述〔5〕至〔8〕中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,前述蒸發區之前述側面殼體為內徑D(cm)、長度L(cm)之圓筒形,且連接於前述側面殼體之下部的底部殼體為錐體形,前述錐體形之底部殼體的最下部之液體排出口為內徑d(cm)之圓筒形,
前述D、L、d為滿足下述式(X)、(XI)、(XII)、及(XIII)。
100≦D≦1800 式(X)
5≦D/d≦50 式(XI)
0.5≦L/D≦30 式(XII)
h-20≦L≦h+300 式(XIII)
(在式(XIII)中,h(cm)表示導件之長度。)
〔10〕如前述〔5〕至〔9〕中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,在從前述液體接受口至多孔板之上表面的前述液體供給區中,液體可存在之空間容積V(m3)、與包含前述多孔板之孔的上部面積之前述多孔板的上部面積T(m2)為滿足下述式(XIV)。
0.02(m)≦V/T≦0.5(m) 式(XIV)
〔11〕如前述〔5〕至〔10〕中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,至少1個之前述導件為外徑r(cm)之圓柱狀、或在內側形成為液體及/或氣體狀物質不進入之管狀者,前述外徑r為滿足下述式(XV)。
0.1≦r≦1 式(XV)
〔12〕如前述〔5〕至〔11〕中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,前述導件接觸流下式聚合裝置為具有複數之前述導件,且前述複數之導件為以支撐材結合。
〔13〕如前述〔5〕至〔12〕中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,前述複數之導件為選自由下列所成的群中之任一者:各個之導件被橫方向之支撐材固定的格子狀或網狀導件;前後配置複數之格子狀或網狀之導件,且該等被橫方向之支撐材固定的立體性導件;及,複數之各個導件在前後左右之橫方向被支撐材固定的攀爬架(jungle gym)狀之立體性導件。
〔14〕如前述〔5〕至〔13〕中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,在前述導件接觸流下式聚合裝置中,係更連結滿足前述<條件(1)>至<條件(9)>之至少1座的導件接觸流下式聚合裝置,且前述2座以上之導件接觸流下式聚合裝置為藉由串聯、並聯、及串聯與並聯之併用的任一者連結。
〔15〕如前述〔14〕所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,
在前述導件接觸流下式聚合裝置,更連結1座之導件接觸流下式聚合裝置,且前述導件接觸流下式聚合裝置之導件的外部總表面積S1(m2)、及前述更被連結之導件接觸流下式聚合裝置的導件之外部總表面積S2(m2)為滿足下述式(XVI)。
1≦S1/S2≦20 (XVI)
〔16〕如前述〔5〕至〔15〕中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,設置用以對在供給至前述導件接觸流下式聚合裝置之前的芳香族分支聚碳酸酯的熔融預聚物,使吸收惰性氣體之惰性氣體吸收裝置;
使從前述惰性氣體吸收裝置在與前述導件接觸流下式聚合裝置之間的熔融預聚物之供給配管內的吸收有惰性氣體之熔融預聚物的壓力,藉由設置於前述導件接觸流下式聚合裝置之入口前的壓力調整閥,保持於15kPaA至200kPaA,使該熔融預聚物供給至導件接觸流下式聚合裝置。
〔17〕如前述〔15〕或〔16〕所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,設置更連結於前述導件接觸流下式聚合裝置之導件接觸流下式聚合裝置,
設置用以對供給至各別之導件接觸流下式聚合裝置之前的芳香族分支聚碳酸酯之熔融預聚物,吸收惰性氣體之惰性氣體吸收裝置,
使從前述惰性氣體吸收裝置與前述各別之導件接觸流下式聚合裝置之間的熔融預聚物之供給配管內的吸收有惰性氣體之熔融預聚物的壓力,藉由於前述各別的導件接觸流下式聚合裝置之入口前設置壓力調整閥,並以該壓力調整閥保持於15kPaA至200kPaA並進行供給。
〔18〕一種芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置,係具備:
導件接觸流下式聚合裝置,其係使芳香族分支聚碳酸酯之預聚物沿著其本身無加熱源之導件的外部表面而流下,並在其間使低沸點物質蒸發;
惰性氣體吸收裝置,其係用以對供給至前述導件接觸流下式聚合裝置之前的芳香族分支聚碳酸酯之熔融預聚物,使吸收惰性氣體;
前述導件接觸流下式聚合裝置為滿足
下述<條件(1)>至<條件(9)>,且具有下列功能:使從前述惰性氣體吸收裝置在前述導件接觸流下式聚合裝置之間的熔融預聚物之供給配管內之吸收有前述惰性氣體的熔融預聚物之壓力控制於15kPaA至200kPaA;
<條件(1)>
具有:液體接受口、用以通過多孔板而對蒸發區之導件供給液體的液體供給區、在被前述多孔板、側面殼體與底部殼體包圍之空間設有從前述多孔板朝下方延伸的複數導件之蒸發區、設於前述蒸發區之真空通氣孔口、設於底部殼體之最下部的液體排出口。
<條件(2)>
在前述液體供給區中,於前述液體供給區設置流徑控制構件,而該流徑控制構件係具有將從前述液體接受口供給至多孔板之液體,從多孔板之周邊部流向中央部的方向之功能。
<條件(3)>
在前述蒸發區的側面殼體之水平面的內部剖面積A(m2)為滿足下述式(I)。
0.7≦A≦300 式(I)
<條件(4)>
前述內部剖面積A(m2)、與前述液體排出口之水平面的內部剖面積B(m2)之比為滿足下述式(II)。
20≦A/B≦1000 式(II)
<條件(5)>
相對於上部之側面殼體,構成前述蒸發區之底部的底部殼體在其內部,以角度C度(°)連接,且前述角度C度為滿足下述式(III)。
110≦C≦165 式(III)
<條件(6)>
前述導件之長度h(cm)為滿足下述式(IV)。
150≦h≦5000 式(IV)
<條件(7)>
複數之前述導件整體的外部總表面積S(m2)為滿足下述式(V)。
2≦S≦50000 式(V)
<條件(8)>
前述多孔板每1m2之平均孔數N(個/m2)為滿足下述式(VI);
50≦N≦3000 式(VI)
<條件(9)>
包含前述多孔板之孔的上部面積之前述多孔板的上部面積T(m2)、與前述孔之有效剖面積的合計Q(m2)之比為滿足下述式(VII)。
50≦T/Q≦3000 式(VII)。
若依據本發明,可提供一種著色少、且對熱之色相安定性佳的芳香族分支聚碳酸酯。
1:液體接受口
2:多孔板
3:液體供給區
4:導件
5:屬於內部空間之蒸發區
6:真空通氣孔口
7:液體排出口
8:排出泵
9:惰性氣體供給口
10:側面殼體
11:底部殼體
12:取出口
15:屬於內部空間之惰性氣體吸收區
20:流徑控制構件
21:多孔板之孔部
22:液體供給區之內部側壁面
23:液體供給區之上部內部壁面
31:混合槽
32,34A,34B:輸送泵
33A,33B:溶解混合物貯槽
35:第1聚合器
36:排出用齒輪泵
37:第2聚合器
38,40,43,46A,46B,49A,49B:供給泵
39:第1惰性氣體吸收裝置
41,47A,47B:壓力調整閥
42:第1導件接觸流下式聚合裝置
44:第2惰性氣體吸收裝置
45:三向聚合物閥
48A,48B:第2導件接觸流下式聚合裝置
50A:後段的機器
50B:後段的機器
a-a':剖切面
b-b':水平面
h:導件之長度
L:長度
d,D:內徑
E:角度
圖1係呈示構成芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置的惰性氣體吸收裝置之概略構成圖。
圖2係呈示構成芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置的導件接觸流下式聚合裝置之概略構成圖。
圖3係呈示惰性氣體吸收裝置及導件接觸流下式聚合裝置之上部之概略構成圖。
圖4係呈示惰性氣體吸收裝置及導件接觸流下式聚合裝置之上部的放大概略構成圖。
圖5係呈示本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之一例的概略構成圖。
以下,詳細說明有關用以實施本發明之形態(以下,亦稱為「本實施型態」。)。
又,本發明並非受本實施型態所限定,在其要旨之範圍內可進行各種變形而實施。
[芳香族分支聚碳酸酯]
本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯係滿足下述<條件(i)>至<條件(iii)>之芳香族分支聚碳酸酯。
本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯係以酯交換法所製造者。
<條件(i)>
在主鏈及分支鏈上具有下述通式(1)所示之重複單元,
在該主鏈及分支鏈上含有一種以上之下述通式(2)、(3)及(4)所示之分支構造,
相對於下述通式(1)所示之重複單元的物質量,前述分支構造之合計物質量之比率為0.01莫耳%至0.5莫耳%以下。
(式(1)、(2)、(3)及(4)中,Ar表示2價芳香族基,Ar’表示3價芳香族基。)
3價芳香族基係例如:上述2價芳香族基中之一個氫原子屬於鍵結基之基。
<條件(ii)>
含有一種以上之下述通式(5)、(6)及(7)所示之寡聚物,相對於前述芳香族分支聚碳酸酯之質量,前述寡聚物之合計質量的比率為0.6質量%以下。
H-(O-Ar-O-C(=O)-)2-OAr” (5)
H-(O-Ar-O-C(=O)-)2-O-Ar-OH (6)
Ar”O-C(=O)-(O-Ar-O-C(=O)-)2-OAr” (7)
(式(5)、(6)及(7)中,Ar表示2價芳香族基,Ar”表示芳香族末端基。)
<條件(iii)>
相對於前述寡聚物之合計物質量,前述通式(5)、(6)所示之寡聚物之合計物質量的比率為60莫耳%以下。
若依據本實施型態,可提供一種著色少、且因熱所產生的色相安定性佳的芳香族分支聚碳酸酯。
從本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的耐衝撃強度之維持的觀點而言,相對於通式(1)所示之重複單元的物質量,通式(2)、(3)及(4)所示之分支構造的合計物質量之比率為0.01莫耳%至0.5莫耳%,較佳係0.05莫耳%至0.4莫耳%,更佳係0.1莫耳%至0.3莫耳%,又更佳係0.2莫耳%至0.25莫耳%。
相對於通式(1)所示之重複單元的物質量,通式(2)、(3)及(4)所示之分支構造之合計物質量之比率係可藉由LC(液體層析法)進行測定,具體而言,係可藉由後述實施例所記載的方法進行測定。
又,相對於通式(1)所示之重複單元的物質量,通式(2)、(3)及(4)所示之分支構造之合計物質量之比率係可藉由調整聚合條件來控制在上述數值範圍內。
本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯,係在主鏈及分支鏈上具有通式(1)所示之重複單元,在該主鏈及分支鏈上含有一種以上之下述通式(2)、(3)及
(4)所示的分支構造,而本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯之純度係以80質量%以上為佳,以90質量%以上更佳,以95質量%以上又更佳,以98質量%以上最佳。
如上述,本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯係含有一種以上之下述通式(5)、(6)及(7)所示之寡聚物,相對於芳香族分支聚碳酸酯的質量,下述寡聚物之合計質量之比率為0.6質量%以下。
H-(O-Ar-O-C(=O)-)2-OAr” (5)
H-(O-Ar-O-C(=O)-)2-O-Ar-OH (6)
Ar”O-C(=O)-(O-Ar-O-C(=O)-)2-OAr” (7)
(式(5)、(6)及(7)中,Ar表示2價芳香族基,Ar”表示芳香族末端基。)
作為芳香族末端基係可列舉:碳數5至20之1價芳香族基。
藉由相對於芳香族分支聚碳酸酯的質量,前述寡聚物之合計質量之比率為0.6質量%以下,對熱之色相安定性優異。前述比率較佳係0.5質量%以下,更佳係0.4質量%以下,又更佳係0.3質量%以下。又,前述比率較佳係0.01質量%以上,更佳係0.05質量%以上,又更佳係0.1質量%以上。
前述通式(5)、(6)、(7)所示之寡聚物的合計質量之比率係可藉由GPC(凝膠滲透層析法)進行測定,具體而言,係可藉由後述實施例所記載的方法進行測定。
又,通式(5)、(6)、(7)所示之寡聚物的合計質量之比率係可藉由從後述導件接觸流下式聚合裝置進行聚合,並在供給至該裝置之預聚物吸收氮而保持於後述預定壓力並進行供給,以控制於上述數值範圍內。
如上述,相對於通式(5)、(6)及(7)所示之寡聚物的合計物質量,通式(5)、(6)所示之寡聚物的合計物質量之比率係60莫耳%以下。
藉由相對於前述通式(5)至(7)所示之寡聚物的合計物質量,通式(5)、(6)所示之寡聚物的合計物質量之比率為前述範圍,可獲得著色少且對熱之色相安定性佳的芳香族分支聚碳酸酯。
前述比率較佳係50莫耳%以下,更佳係30莫耳%以下。前述比率之下限值並無特別限定,可設為10莫耳%以上。
前述通式(5)、(6)所示之寡聚物之合計物質量相對於前述通式(5)、(6)、(7)所示之寡聚物的合計質量,前述通式(5)、(6)所示之寡聚物之合計物質量之比率係可藉由GPC(凝膠滲透層析法)進行測定,具體而言,係可藉由後述實施例所記載的方法進行測定。
又,相對於通式(5)、(6)、(7)所示之寡聚物的合計物質量,前述通式(5)、(6)所示之寡聚物的合計物質量之比率係可藉由從後述導件接觸流下式聚合裝置進行聚合,在供給至該裝置之預聚物吸收氮而保持於後述預定壓力並進行供給,以控制於上述數值範圍內。
上述式中,Ar表示2價芳香族基。
2價芳香族基Ar較佳係例如下列式所示者。
-Ar1-Y-Ar2-
(式中,Ar1及Ar2分別獨立地表示碳數5至70之2價碳環式或雜環式芳香族基,Y表示碳數1至30之2價烷基。)
2價芳香族基Ar1、Ar2係1個以上之氫原子可經不受反應的不良影響之其它取代基取代,例如可經鹵素原子、碳數1至10之烷基、碳數1至10之烷氧基、
苯基、苯氧基、乙烯基、氰基、酯基、醯胺基、硝基等所取代。作為雜環式芳香族基係可列舉例如:具有1至複數個之形成環的氮原子、氧原子或硫原子之芳香族基。
2價芳香族基Ar1、Ar2係可列舉例如:取代或非取代之伸苯基、取代或非取代之伸聯苯基、取代或非取代之伸吡啶基等的基。在此處之取代基係如前述。
2價烷烴基Y係例如下述式所示之有機基。
(前述式中,R1、R2、R3、R4分別獨立地表示氫、碳數1至10之烷基、碳數1至10之烷氧基、構成環的碳數5至10之環烷基、構成環的碳數5至10之碳環式芳香族基、或碳數6至10之碳環式芳烷基。
k表示3至11之整數,R5及R6係對於各X而各別地選擇,且互相獨立地表示氫或碳數1至6之烷基,X表示碳。
又,R1、R2、R3、R4、R5、R6係在不受反應的不良影響之範圍內,一個以上之氫原子可經其它取代基取代、例如可經鹵素原子、碳數1至10之烷基、碳數1至10之烷氧基、苯基、苯氧基、乙烯基、氰基、酯基、醯胺基、硝基等所取代。)
如此的2價芳香族基Ar係可列舉例如:下述式所示者。
(前述式中,R7、R8分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數1至10之烷基、碳數1至10之烷氧基、構成環的碳數5至10之環烷基或苯基,m及n係1
至4之整數,m為2至4時,各R7係可分別為相同,亦可為相異者,n為2至4時,R8係可分別為相同亦可為相異者。)
再者,2價芳香族基Ar可為下列式所示者。
-Ar1-Z-Ar2-
(式中,Ar1及Ar2係如前述,Z表示單鍵或-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-SO-、-COO-、-CON(R1)-等2價基。又,R1係如前述。)
如此的2價芳香族基Ar係可列舉例如:下述式所示者。
(前述式中,R7、R8、m、及n係如前述。)
再者,2價芳香族基Ar的具體例係可列舉:取代或非取代之伸苯基、取代或非取代之伸萘基、取代或非取代之伸吡啶基等。
前述式(2)至(4)中,Ar’表示3價芳香族基。3價芳香族基係例如:上述2價芳香族基中之一個氫原子為屬於鍵結基之基。
前述式(5)至(7)中,Ar”表示1價碳環式或雜環式的芳香族末端基。作為芳香族末端基係可列舉:碳數5至20之1價芳香族基為較佳者。
前述式(5)至(7)中,Ar”係如上述,表示1價碳環式或雜環式的芳香族基,但該Ar”係1個以上之氫原子可經不受反應的不良影響之其它取代基取代,例如:可經鹵素原子、碳數1至10之烷基、碳數1至10之烷氧基、苯基、苯氧基、乙烯基、氰基、酯基、醯胺基、硝基等所取代。Ar”係可為相同者,亦可為相異者。1價芳香族基Ar”係可列舉例如:苯基、萘基、聯苯基、吡啶基。此等係可經上述1種以上的取代基取代者。
作為較佳的Ar”係各別可列舉例如:下述式所示者等。
作為製造本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的原料,係使用碳酸二芳酯。如此碳酸二芳酯係可列舉例如:下述式所示之取代或非取代之碳酸二苯酯類。
(前述式中,R9及R10分別獨立地表示氫原子、具有碳數1至10之烷基、具有碳數1至10之烷氧基、構成環的碳數5至10之環烷基或苯基,p及q為1至5之整數,p為2以上時,各R9可為分別相異者,q為2以上時,各R10可為分別相異者。)
本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯係在溫度300℃、負載1.2kg下測定出的MI(Melt Index),從成型性之觀點而言,較佳係0.5至40g/10min。更佳係0.5至20g/10min,又更佳係1至15g/10min,又更佳係2至12g/10min。MI為0.5至20g/10min之範圍時,成型性與拉伸比(draw down)特性會更提升。MI係可藉由後述實施例所記載的方法進行測定。
在本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯中,較佳係幾乎不含雜質者,但以含有0.001至1ppm之鹼金屬及/或鹼土類金屬作為該等金屬元素的芳香族聚碳酸酯為佳。該含量較佳係0.005至0.5ppm,更佳係0.01至0.1ppm。
如此金屬元素為1ppm以下,較佳係0.5ppm以下,更佳係0.1ppm時,對作為製品之芳香族分支聚碳酸酯的物性不造成影響。鹼金屬及/或鹼土類金屬之上述含量,係可藉由後述本實施型態的芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置進行製造而達成。鹼金屬及/或鹼土類金屬之上述含量係可藉由IPC(Inductively Coupled Plasma)分析來測定。
本實施型態的芳香族分支聚碳酸酯中之鹵素含量較佳係10ppb以下,更佳係5ppb以下,又更佳係1ppb以下。鹵素含量係可使用後述原料,藉由本實施型態的芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置進行製造來達成。鹵素含量係可藉由IPC(Inductively Coupled Plasma:感應偶合電漿)分析來測定。
[芳香族分支聚碳酸酯之製造方法]
製造本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的方法係設為具有下列步驟:
供給步驟,其係將經吸收氮之芳香族分支聚碳酸酯的預聚物保持於15kPaA至200kPaA,供給至構成芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置的導件接觸流下式聚合裝置;
蒸發步驟,其係使前述預聚物沿著其本身不具備加熱源之導件的外部表面而流下,並使低沸點物質蒸發。
藉由使預聚物設為15kPaA至200kPaA之範圍,容易獲得滿足上述<條件(ii)>及<條件(iii)>之芳香族分支聚碳酸酯。又,藉由導件接觸流下式聚合裝置進行聚合,可降低熔融流動指數(MI),再者,可減少開始製造後之MI的變化,並可壓低MI之標準偏差。
又,所謂低沸點物質係沸點低於作為目的之芳香族分支聚碳酸酯,且在製造步驟中為副生成者。
前述預聚物之壓力係從獲得滿足上述<條件(ii)>及<條件(iii)>之芳香族分支聚碳酸酯的觀點而言,較佳係15kPaA至200kPaA之範圍,更佳係20kPaA至150kPaA,又更佳係20至100kPaA。
在後述本實施型態的芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置中,為了使從惰性氣體吸收裝置在導件接觸流下式聚合裝置間的配管內之吸收有惰性氣體的預聚物之壓力保持於預定的壓力,較佳係在導件接觸流下式聚合裝置之入口前,設置預定之壓力調整閥。
導件接觸流下式聚合裝置之內部係較高的真空,對前述導件接觸流下式聚合裝置之液體接受口附近的預聚物,係被前述導件接觸流下式聚合裝置抽吸並容易成為壓力低的狀態。因此,有時以惰性氣體吸收裝置吸收的惰性氣體會從預
聚物分離並凝聚。因而,為了防止如此惰性氣體之分離或凝聚,預聚物之壓力具體而言,係以上述數值範圍為佳。
詳細而言,從惰性氣體吸收裝置下之齒輪泵至導件接觸流下式聚合裝置間之配管內係藉由配管之壓力損失等,在導件接觸流下式聚合裝置之前附近為止係保持於比較高壓(常壓至15kPa以上)。因而,較佳係僅在進入導件接觸流下式聚合裝置之前保持於15kPa以上者。
前述導件接觸流下式聚合裝置之入口前的預聚物之壓力以低於15kPa之壓力使前述預聚物供給至導件接觸流下式聚合裝置時,擔心多孔板上部內之預聚物之壓力成為不安定,暫時被預聚物吸收之氮等惰性氣體會經分離,或凝聚使預聚物之均勻性成為不安定,阻礙在導件接觸流下式聚合裝置內之以預聚物的均勻且持續性的發泡現象,且無法製造安定之製品,或容易產生色調之降低、魚眼、凝膠等之異物。
因此,預聚物之壓力無法保持15kPa以上時,較佳係設置壓力調整閥等,藉此,使預聚物之壓力設為15kPa以上。
另一方面,即使預聚物之壓力超過200kPaA,效果亦不會發生變化,而對惰性氣體吸收裝置之排出齒輪泵或配管施加過剩之負荷,必須提高耐壓性,其並不實際。
因而,導件接觸流下式聚合裝置供給預聚物之壓力較佳係在上述數值範圍內。
[芳香族分支聚碳酸酯之製造方法中使用的製造裝置]
以下,參照圖式之同時對使用於本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法中使用的本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之具體構成進行說明。
在圖5中呈示本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之一例的概略構成圖。
在芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置中,係將聚合原料及觸媒投入混合槽31進行混合後,經由輸送泵32輸送至溶解混合物貯槽33A、33B,從此處再藉由輸送泵34A、34B,以第1聚合器35進行預聚合。
進一步經由排出用齒輪泵36而以第2聚合器37進行預聚合,獲得芳香族分支聚碳酸酯之預聚物。
將芳香族分支聚碳酸酯之預聚物經由供給泵38輸送至第1惰性氣體吸收裝置39,藉由壓力調整閥41調節惰性氣體之溶解度,經由供給泵40輸送至第1導件接觸流下式聚合裝置42進行聚合。在此處,從通氣孔排出屬於低沸點物質之低分子量成分的酚。
其次,經由供給泵43而輸送至第2惰性氣體吸收裝置44,再從此處,藉由三向聚合物閥45使其分岐,藉由供給泵46A、46B進行輸送。藉由壓力調整閥47A、47B調節惰性氣體之溶解度,輸送至被連結之第2導件接觸流下式聚合裝置48A、48B進行聚合。在此處,從通氣孔排出酚。
再者,藉由供給泵49A、49B進行輸送,以後段之機器50A、50B添加添加劑,獲得作為目的之芳香族分支聚碳酸酯。
又,調節惰性氣體之溶解度的壓力調整閥41、47A、47B係對其形態並無限定,可為設於預定之配管的閥,亦可為可控制其它預定之壓力的機器。
在本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法中,係使用導件接觸流下式聚合裝置進行低沸點物質之蒸發,該導件接觸流下式聚合裝置係滿足後述<條件(1)>至<條件(9)>。
在圖1中呈示惰性氣體吸收裝置39、44之概略構成圖,在圖2中呈示導件接觸流下式聚合裝置42、48A、48B之概略構成圖。
又,惰性氣體吸收裝置與導件接觸流下式裝置係就在各別內部空間中具有進行惰性氣體之吸收的惰性氣體吸收區、進行低沸點物質之蒸發的蒸發區之點而言,為相異,但基本上的裝置構造係共通。
圖3及圖4呈示惰性氣體吸收裝置、及導件接觸式流下聚合裝置之上部的概略圖。
本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置較佳係前述導件接觸流下式聚合裝置為滿足下述<條件(1)>至<條件(9)>。
<條件(1)>
具有:液體接受口1、通過多孔板2而用以對蒸發區5之導件4供給液體的液體供給區3、被前述多孔板2、側面殼體10與底部殼體11包圍的空間設有從前述多孔板2朝下方延伸的複數之導件4的蒸發區5、設於前述蒸發區5之真空通氣孔口6、設於底部殼體之最下部的液體排出口7。
<條件(2)>
在前述液體供給區3中,在前述液體供給區3設置流徑控制構件20,而該流徑控制構件20係具有從前述液體接受口1使供給至多孔板2之液體,從多孔板2之周邊部流向中央部之方向的功能。
<條件(3)>
前述蒸發區5之側面殼體10的水平面(圖2中,在a-a’之剖切面)中的內部剖面積A(m2)為滿足下述式(I)。
0.7≦A≦300 式(I)
<條件(4)>
前述內部剖面積A(m2)、與前述液體排出口7之水平面(圖2中,b-b’面)的內部剖面積B(m2)之比為滿足式(II)。
20≦A/B≦1000 式(II)
藉由滿足前述式(II),可不使經蒸發濃縮之液體或聚合物、或所製造之聚合物的品質降低,而排出熔融黏度被提高之此等熔融物。
<條件(5)>
相對於上部之側面殼體10,構成前述蒸發區5之底部的底部殼體11在其內部,在圖2中,以角度C度(°)連接,且較佳係前述角度C度為滿足式(III)。
110≦C≦165 式(III)
為了降低設備成本,C較佳係儘可能地接近90度,但為了不使從導件4之下端落下而來之經濃縮的液體或聚合物之品質降低,而使熔融黏度被提高之此等熔融物移動至排出口7,C較佳係以滿足式(III)。
<條件(6)>
前述導件4之長度h(cm)為滿足式(IV)。
150≦h≦5000 式(IV)
藉由導件4之長度h為150cm以上,能以實際上充分的速度及品質進行濃縮或聚合。藉由h為5000cm以下,在導件4之上部與下部的液體之黏度的差異不致過大,而可防止濃縮度之變化或聚合度之變化的發生。
<條件(7)>
複數之前述導件4的外部總表面積S(m2)為滿足下述式(V)。
2≦S≦50000 式(V)
藉由S(m2)為2以上,可達成每1小時1噸以上之經蒸發處理的液體量、或製造聚合物之生產量。
又,藉由S(m2)為50000以下,可降低設備成本同時達成該生產量,且在物性上並無變化。
<條件(8)>
前述多孔板每1m2之平均孔數N(個/m2)為滿足式(VI)。
50≦N≦3000 式(VI)
所謂多孔板之平均孔數N(個/m2)係使孔之總數除以多孔板2之上部面的面積(包含孔的上部面積)T(m2)而得之數值。
多孔板2之孔較佳係約略均勻地配置於多孔板2,但多孔板2之周邊部與蒸發區5之內壁面的距離K(cm)通常係以比相鄰之孔間的距離更長者為佳,故在周邊部之每單位面積的孔數較佳係比中央部之每單位面積的孔數更少。在本實施型態中,在如此的意義中,係使用平均孔數N。更佳的N之範圍係70≦N≦2000,又更佳的範圍係100≦N≦1000。
<條件(9)>
包含前述多孔板之孔的上部面積之前述多孔板的上部面積T(m2)、與前述孔之有效剖面積的合計Q(m2)之比為滿足下述式(VII)。
50≦T/Q≦3000 式(VII)
前述T/Q更佳係100至2500,又更佳係250至1500。
又,所謂多孔板之孔的「有效剖面積」表示在液體通過之孔的剖面最窄的部分之面積。導件4貫穿該孔時,為從孔之剖面積減去導件4之剖面積所得的面積。
Q(m2)表示該等孔之有效剖面積的合計。
前述式(VI)及(VII)係用以長期間連續性且安定地進行大量之液體、尤其是黏度高的液體之蒸發處理,係為重要。
滿足上述構成的本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置係不僅解決以往習知之蒸發裝置的課題,亦可使無著色、高品質且高性能之濃縮液體或聚合物,亦即,經蒸發處理之液體以每1小時1噸以上之量,而且,數千小時以上、例如5,000小時以上之長期間、安定地製造。
本實施型態之芳香族聚碳酸酯的製造裝置為具有如此的優異之效果者,係除了上述各種理由以外,且展現組合該等條件時所產生的複合效果之故。
例如:滿足前述式(IV)及(V)之高表面積的導件係對以較低溫度所供給之大量的液體或預聚物或聚合物之有效的內部攪拌與表面更新上極為有效,且可有效地進行低沸點物質之蒸發,並有助於以每1小時1噸以上之大量獲得高品質之濃縮液體或聚合物,以及,滿足前述式(III)之角度C係可縮短從導件4落下而來的大量高品質的濃縮液體或聚合物從液體排出口7至被排出為止之時間並減少熱履歷。
又,在工業上規模之導件接觸流下式聚合裝置的性能係可藉由使用大規模的製造設備之長期運行而開始建立者,但其時之製造設備成本係應考量的重要因素。
相較於習知之蒸發裝置或聚合器,構成本實施型態之芳香族聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置可降低性能之設備成本。
在本實施型態之導件接觸流下式聚合裝置的特定之條件或尺寸/角度等所要求的範圍係如上述,又更佳範圍係如下述。
式(I)所示的,蒸發區5的側面殼體10之水平面的內部剖面積A(m2)之更佳範圍係0.8≦A≦250,又更佳係1≦A≦200。
又,式(II)所示的,內部剖面積A(m2)、與液體排出口7之水平面的內部剖面積B(m2)之比的更佳範圍係25≦A/B≦900,又更佳係30≦A/B≦800。
又,式(III)所示的,相對於上部之側面殼體10,構成蒸發區5之底部的底部殼體11在其內部中構成的角度C度(°)之更佳範圍係120≦C≦165,又更佳係135≦C≦165。又,使用複數之導件接觸流下式聚合裝置而依序提高濃縮度或者聚合度時,使對應於各別之角度設為C1、C2、C3、‧‧‧,以C1≦C2≦C3≦‧‧‧為佳。
又,式(IV)所示的,導件4之必需的長度h(cm)係依應處理的液體之量或黏度或溫度、低沸點物質之量、或沸點、蒸發區之壓力或溫度、必需之濃縮度或者聚合度等的因素之差異而相異,更佳範圍係200≦h≦3000,又更佳係400<h≦2500。
又,式(V)所示的,必需的導件整體之外部總表面積S(m2)亦依與上述同樣之因素的差異而相異,但其更佳範圍係10≦S≦40000,又更佳係15≦S≦30000。
在本說明書中,所謂導件整體之外部總表面積係指液體接觸而流下之導件的表面積整體,例如:如為管等導件時,係指外側之表面積,不包含不使液體流下之管內側的面之表面積。
如圖1至圖3所示,液體接受口1係以設於液體供給區3之上部為佳。
液體接受口1可為一處亦可為複數處,但較佳係配置成液體在液體供給區3儘可能均勻地供給至多孔板2,如為一處時,較佳係設於液體供給區3之上部的中央部。
在液體供給區3中,較佳係在前述液體供給區3設置流徑控制構件20,而該流徑控制構件20係具有從液體接受口1供給至多孔板2之液體的流動主要從多孔板2之周邊部朝中央部之方向流動的功能。藉由設有前述流徑控制構件20,使液體之流動從多孔板2之周邊部朝向中央部,藉此而具有防止液體長期滯留在多孔板2的孔部(例如21)與液體供給區的內部側壁面22之間的空間之效果。主要從多孔板2之周邊部朝向中央部而流動之液體,形成為從存在於其間之多孔板2的孔供給至導件4。
前述流徑控制構件20之形狀只要可發揮其效果,可為任何者,但其橫剖面之外形較佳係與多孔板2之橫剖面的外形為相似形。在此處,所謂流徑控制構件20之橫剖面係在橫方向之面切割流徑控制構件20時顯示最大的面積之處。
前述流徑控制構件20與液體供給區3的內部側壁面22之間的間隔係依應處理之液體的量、黏度等之較佳範圍為相異,但在構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置、或惰性氣體吸收裝置中,操作之液體的黏度較高時,通常較佳係1cm至50cm之範圍,更佳係2cm至30cm,又更佳係3cm至20cm。
如圖3及圖4所示,在液體供給區3的上部內部壁面23與流徑控制構件20之間係具有預定之間隔,該間隔可適當選擇,但較佳係儘可能地減少在液體供給區3內之液體的滯留時間。就該意義,該間隔較佳係1cm至200cm,更佳係2cm至170cm,又更佳係3cm至150cm。
液體供給區3的上部內部壁面23與流徑控制構件20之間的間隔,亦可設為從液體接受口1至液體供給區3之內部側壁面22為止成為約略相同的間隔之流徑控制構件20,亦可設為使其間隔徐緩地變窄,或者相反地徐緩地變寬之流徑控制構件20。
又,流徑控制構件20與多孔板2之間隔通常為1cm至50cm,較佳係2cm至30cm,更佳係3cm至20cm。
多孔板2與流徑控制構件20之間的間隔係可設為從液體供給區3之內部側壁面22至多孔板2之中央部為止成為約略相同的間隔,亦可設為使其間隔徐緩地變窄,或者相反地徐緩地變寬。較佳係設為約略相同的間隔、或者徐緩地變窄之流徑控制構件20。
前述流徑控制構件20係因阻礙從液體接受口1所供給之液體直接被導入於多孔板2之孔,故發揮某種之阻礙板的功能。又,多孔板2之面積為寬廣時,亦佳係使被供給之液體的一部分不經由多孔板2之周邊部而在多孔板2之中央部附近短路,因此,在流徑控制構件20之中央部附近、或者其它適當的部分設有一處或其以上之孔亦為較佳形態。
為了在液體供給區3中不製造「靜滯區」,更佳係液體供給區之內部側壁面22與多孔板2之構成的角度,亦即,圖4中之E度(°)為滿足下述式(VIII):
100≦E<180 式(VIII)
在此處,前述液體供給區3之內部側壁面22為平面狀之時,為垂直於其平面,且垂直於多孔板2之上表面的面之剖切面的內部側壁面22與多孔板2之構成的角度為E(°)。
又,前述內部側壁面22為凹面的曲面時,為垂直於其凹面,且垂直於多孔板2之上表面的面之剖切面中構成的曲線開始上升之點的切線與多孔板2的上表面之構成的角度為E(°)。
更佳的E(°)之範圍係120≦E<180,又更佳係145≦E<180。
又,以液體供給區3之上部內部壁面23與內部側壁面22之接合部附近亦設計成不成為「靜滯區」者亦為較佳,使此等之兩面構成的角度大於90°,或者,90°或接近90°時,較佳係使接合部附近形成為凹面狀以使液體不滯留。
在本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置中,較佳係前述蒸發區5之側面殼體10之最接近內壁面的導件4與前述內壁面之距離K(cm)為滿足下述式(IX)。
5≦K≦50 式(IX)
若前述蒸發區5之側面殼體10的內壁面附著液體,在內壁面會引起蒸發濃縮,經濃縮之液體會在內壁面流下。然而,該內壁通常係為了蒸發區5之保溫及/或加熱,而在外壁面以夾套等進行水蒸氣或熱媒加熱,或者以電熱加熱器等加熱,故附著於內壁面之液體係比在導件4流下之液體更濃稠,通常黏度會變高。如此的黏度變高之液體在壁面流下之時間(滯留時間)變長,更提高黏度。
而且,通常,由於從外壁面不斷地加熱而容易引起熱變質。尤其,如使用來作為聚合器或聚合物之純化及/或回收裝置時,在處理預聚物或聚合物等之黏度高的液體時,該傾向變得非常高。在如此的情形下,附著於蒸發區5之內壁面的
聚合物類,係容易引起著色、或高分子量化、凝膠化,若如此的變質物混入,對作為製品之聚合物不佳。因此,最接近內壁面之導件4與內壁面之距離K(cm)係以長者為佳,如為工業的裝置時,從製造成本之觀點、或欲以儘可能地小的裝置獲得高的蒸發能力之觀點而言,以短者為佳。
本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置的特徵之一,係在於發現不對製品造成不良影響,而且,儘可能地短的K(cm)之範圍(前述式(IX))。
更佳的K(cm)之範圍係10≦K≦40,又更佳的範圍係12≦K≦30。
在本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置中,導件接觸流下式聚合裝置之蒸發區5的側面殼體10之水平面的內部剖面之形狀可為多角形、橢圓形、圓形等任一形狀。
蒸發區5通常係在減壓下操作,故只要為可承受此者,可為任一者,但較佳係圓形、或接近圓形之形狀。因此,蒸發區5之側面殼體10係以圓筒形為佳。此時,較佳係在圓筒形之側面殼體10的下部設置錐體形之底部殼體11,且在前述底部殼體11之最下部設有圓筒形之液體排出口7。
在本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置中,蒸發區5之側面殼體10及底部殼體11分別為由前述圓筒形及錐體部所構成,且經濃縮之液體、或聚合物之液體排出口7為圓筒形時,以前述側面殼體10之圓筒形部的內徑作為D(cm),以長度作為L(cm),以液體排出口7之內徑作為d(cm)時,D、L、d係以滿足下述式(X)、(XI)、(XII)、及(XIII)為佳。
100≦D≦1800 式(X)
5≦D/d≦50 式(XI)
0.5≦L/D≦30 式(XII)
h-20≦L≦h+300 式(XIII)
又,h(cm)係前述<條件(6)>所示的導件4之長度。
在前述導件接觸流下式聚合裝置中,D(cm)之更佳範圍係150≦D≦1500,又更佳係200≦D≦1200。
又,D/d之更佳範圍係6≦D/d≦45,又更佳係7≦D/d≦40。
又,L/D之更佳範圍係0.6≦L/D≦25,又更佳係0.7≦L/D≦20。
又,L(cm)之更佳範圍係h-10≦L≦h+250,又更佳係h≦L≦h+200。
又,對於D、d、L較佳係可附著於導件之預聚物的量與側面殼體10之圓筒形部的內徑(D)之均衡、及、液體排出口7之內徑d的大小之均衡為在上述範圍之中。
對於預聚物之供給量,為了決定導件之數與側面殼體10之圓筒形部的內徑(D),取出經落下之聚合物(為了進行聚合,黏度要高於所供給之預聚物),係必須對應於黏度之液體排出口7的內徑,亦即,配管直徑(d)。
另一方面,在導件4係從上部連續性供給液體或熔融物,故藉由滿足上述式的關係,具有約略相同的黏度之液體或具有約略相同的熔融黏度之聚合度更提高的熔融物,會從導件4之下端連續性掉落下至底部殼體11。亦即,在底部殼體11之下部係一邊在導件4流下一邊所生成之約略相同的黏度之液體或約略相同聚合度之聚合物會滯留,成為連續性製造蒸發度無不均的濃縮液體或分子量無不均的聚合物。此事係構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置具有的其它優異之特徵之一。
滯留於底部殼體11之下部的濃縮液體或聚合物係經過液體排出口7,藉由排出泵8而被連續性取出,如為聚合物時,通常係經過擠出機等而連續性造粒化。此時,亦可以擠出機添加添加劑等。
又,在本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置中,較佳係從液體接受口1(液體接受口1與液體供給區3之上部內壁的接合部)至多孔板2之上表面為止,在液體供給區3中液體可存在之空間容積V(m3)、與包含孔之上部面積的多孔板2之上部面積T(m2)為滿足下述式(XIV)。
0.02(m)≦V/T≦0.5(m) 式(XIV)
在導件接觸流下式聚合裝置在連續運轉中,前述空間容積V(m3)係在液體供給區3中之實質上的液體之容積,且流徑控制構件20之容積除外者。
在液體供給區3中之液體保持量為V(m3),但該量較少者在液體供給區3中之滯留時間至少無受熱變質所造成的不良影響,但為了經蒸發處理之液體為1噸/hr以上,且長期間安定性獲得預定之濃縮度或聚合度的濃縮液體及/或聚合物,較佳係在多孔板2之孔使液體儘可能地均等地進行供給。因此,較佳係V/T之值為前述式(XIV)之範圍。更佳的V/T之值的範圍係0.05(m)≦V/T≦0.4(m),又更佳係0.1(m)≦V/T≦0.3(m)。
再者,在本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置中,較佳係在前述液體供給區3中液體可存在之空間容積V(m3)、與蒸發區5之空間容積Y(m3)為滿足下述式。
10≦Y/V≦500
為了不引起因熱變質所造成的物性之降低,而長時間安定性效率佳地每單位時間進行蒸發處理大量之液體,較佳係Y/V之值為該範圍。更佳的Y/V之值的範圍係15≦Y/V≦400,又更佳係20≦Y/V≦300。
又,所謂蒸發區5之空間容積Y(m3)係從多孔板2之下表面至液體排出口7為止的空間容積,且包含導件4佔有之容積。
在構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置中,較佳係1個導件4為外徑r(cm)之圓柱狀、或在內側形成為液體及/或氣體狀物質或熔融預聚物不會進入之管狀者時,外徑r(cm)為滿足下述式(XV)。
0.1≦r≦1 式(XV)
導件4係一邊使液體或熔融預聚物流下,一邊進行蒸發濃縮或聚合反應者,但亦具有將液體或熔融預聚物保持一段時間之功能。該保持時間係與蒸發時間或聚合反應時間相關連,因其液黏度或熔融黏度會隨蒸發或聚合之進行一起上昇,故其保持時間及保持量會增加。導件4保持液體或熔融預聚物之量係即使為相同的熔融黏度,導件4之外部表面積,亦即,圓柱狀或管狀之情形,亦依其外徑而相異。
又,設置於導件接觸流下式聚合裝置之導件4係除了導件4本身之質量以外,尚必須有亦僅支撐所保持之液體或熔融預聚物或聚合物的質量之強度。在如此的意義中,導件4之粗細係很重要,如為圓柱狀或管狀時,以滿足前述式(XV)為佳。
若前述導件4之外徑r(cm)為0.1以上,在強度方面可成為長時間之安定運轉。又,藉由r(cm)為1以下,可防止導件本身變得非常重,例如:可
避免為了在導件接觸流下式聚合裝置保持該等而必須充分增厚多孔板2之厚度等的不佳情形,並可防止要保持液體或熔融預聚物或聚合物之量變得過多之部分增加,可避免濃縮度之不均或分子量的不均變大等之不佳情形。
就如此的意義,更佳的導件4之外徑r(cm)的範圍係0.15≦r≦0.8,又更佳係0.2≦r≦0.6。
對於導件4與多孔板2之位置關係、及導件4與多孔板2之孔的位置關係,只要可為液體或原料熔融預聚物或聚合物接觸導件而流下,並無特別限定。
導件4與多孔板2係可互相接觸,亦可不接觸。
較佳係使導件4對應於多孔板2之孔而設置,但不受此所限定。其理由係因只要設計成從多孔板2落下之液體或原料熔融預聚物或聚合物在適當的位置接觸導件4即可。
使導件4對應於多孔板2之孔而設置之較佳態樣係可列舉例如:(1)使導件4之上端固定於流徑控制構件20之下部面等,而以導件4貫穿多孔板2之孔的中心部附近之狀態設有導件4的作法;或,(2)使導件4之上端固定於多孔板2之孔的上端之周邊部,而以導件4貫穿多孔板2之孔的狀態設有導件4之作法;或,(3)使導件4之上端固定於多孔板2之下側面,而以導件4不貫穿多孔板2之孔的狀態設有導件4之作法等。
通過多孔板2而使液體或原料熔融預聚物或聚合物沿著導件4而流下之方法係可列舉:以液體高差(liquid head)或自重流下之方法、或藉由使用泵等並進行加壓,從多孔板2壓擠液體或原料熔融預聚物或聚合物等之方法。較佳方法係使用供給泵在加壓下,使預定量之液體或原料熔融預聚物或聚合物供
給至液體供給區3,經過多孔板2而導入至導件4的液體或原料熔融預聚物或聚合物以自重沿著導件4而流下之方法。
在本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置中,如此導件4之較佳材質係例如:可選自不鏽鋼、碳鋼、赫史特合金(Hastelloy)、鎳、鈦、鉻、鋁及其它合金等金屬、或耐熱性高的聚合物材料等之中。尤其較佳材料為不鏽鋼。
又,導件4之表面係可進行鍍敷、襯裹、固定處理、酸洗淨、以溶劑或酚等之洗淨等依需要之各種的處理。
本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置為可以快速的蒸發速度或快速的聚合速度,以工業上規模長期間安定地(製造聚合物時,分子量無不均等)製造著色少、色相良好、且機械物性優異之高品質且高性能的濃縮液體或聚合物,其理由認為如下。
亦即,在構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置中,原料之液體係從液體接受口1經由液體供給區3及多孔板2,導入至導件4,並沿著導件4流下同時並被濃縮,或者聚合度上昇。此時,液體或熔融預聚物係沿著導件4流下,同時進行有效的內部攪拌與表面更新,為了有效地進行低沸點物質之取出,以快速的速度進行濃縮、聚合。其黏度隨濃縮、聚合之進行而變高,故對導件4之黏著力增大,黏著於導件4之液體或熔融物的量係隨著前進至導件4之下部而增加。此事係指在液體或熔融預聚物之導件上的滯留時間,亦即,蒸發時間或聚合反應時間增加。而且,被導件4支撐同時以自重流下之液體或熔融預聚物係每單位重量之表面積非常大,且有效地進行其表面更新,故可容易達成在以往習知蒸發裝置或機械的攪拌式聚合器無論如何亦
不可能之高黏度區域的蒸發濃縮或聚合後半之高分子量化。此係本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之優異特徵之一。
在構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置中,在蒸發或聚合之後半,黏著於導件4之液體或熔融物的量會增加,但因僅有符合其黏度之黏著保持力,故在複數之導件4相同的高度,具有約略相同黏度之約略相同量的液體或熔融物會被各別之導件4支撐。另一方面,在導件4係因從上部連續性供給液體或熔融物,故具有約略相同黏度之液體或具有約略相同熔融黏度之聚合度更被提高的熔融物,會從導件4之下端連續性掉落下至底部殼體11。亦即,在底部殼體11之下部係一邊在導件4流下一邊所生成的約略相同黏度之液體或約略相同聚合度之聚合物會滯留,可連續性製造蒸發度無不均的濃縮液體或分子量無不均的聚合物。此事係本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之優異特徵之一。滯留於底部殼體11之下部的濃縮液體或聚合物係經由液體排出口7而藉由排出泵8而連續性取出,在聚合物時,通常係經由擠出機等而連續地造粒。此時,亦可在擠出機添加添加劑等。
構成導件接觸流下式聚合裝置之多孔板2通常係選自平板、波板、中心部變厚之板等。對於多孔板2橫剖面之形狀通常係選自圓狀、長圓狀、三角形狀、多角形狀等形狀。
多孔板之孔的橫剖面通常係選自圓形、長圓形、三角形、狹縫形、多角形、星形等形狀。
孔之剖面積通常為0.01至100cm2,較佳係0.05至10cm2,更佳係0.1至5cm2之範圍。孔與孔之間隔係在孔之中心與中心的距離通常為1至500mm,較佳係
10至100mm。多孔板2之孔可為貫穿多孔板2之孔,亦可為不貫穿多孔板2而安裝有導件4之狀態。又,在深度方向可成為錐形。
在前述導件接觸流下式聚合裝置中,有關多孔板2與其孔,如上述,以滿足式(VI)、式(VII)為佳。
又,所謂構成導件接觸流下式聚合裝置之導件4較佳係指在其本身內部不具有熱媒或電性加熱器等加熱源者,且藉由相對於水平方向剖面之外周的平均長度為垂直方向剖面之長度的比率非常大的材料所構成。(垂直方向剖面之長度/水平方向之剖面的外周之平均長度)之比率通常為10至1,000,000之範圍,較佳係50至100,000之範圍。
導件4之水平方向的剖面之形狀通常係選自圓形、長圓形、三角形、四角形、多角形、星形等形狀。導件4之剖面的形狀係在長度方向可為相同亦可為相異。又,導件4係可為中空狀者。構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件4因其本身不具有加熱源,故很大特徵係完全無須擔心導件4的表面之液體熱變質為其較大特徵。
導件4係可為金屬線者或細棒狀者或防止液體或熔融預聚物進入內部之細管狀者等之單一者,但可為藉由捻轉等之方法組合複數者。又,亦可為網狀者、或衝孔板狀者。
導件4之表面可為平滑者亦可為凹凸者,亦可為部分具有凸起等者。較佳導件4係金屬線狀或細棒狀等之圓柱狀者、前述細管狀者、網狀者、衝孔板狀者。
設為可製造在工業規模(生產量、長期安定製造等)之高品質的濃縮液體或聚合物之構成本實施型態的芳香族聚碳酸酯之製造裝置的導件接觸流下式聚合裝置中,特佳者係複數之金屬線狀或細棒狀或者從前述細管狀之導件4
的上部至下部為止使用橫方向之支撐材而以上下之適當間隔連結各別之導件間的型式之導件。
例如:複數之金屬線狀或細棒狀或者從前述細管狀之導件的上部至下部為止使用橫方向之支撐材而以上下之適當間隔,例如1cm至200cm之間隔固定的格子狀、或網狀導件;在前後配置複數之格子狀或網狀之導件,並將此等使用橫方向之支撐材而以上下之適當間隔,例如1cm至200cm之間隔結合的立體之導件;或者,複數之金屬線狀或細棒狀或者在前述細管狀之導件的前後左右使用橫方向之支撐材而以上下之適當間隔,例如1cm至200cm之間隔固定的攀爬架(Jungle gym)狀之立體導件。
橫方向之支撐材不僅有助於使各導件間之間隔保持約略相同,亦有助於整體成為平面狀或曲面狀的導件、或者成為立體性的導件之強度的強化。此等支撐材可為與導件相同的材料,亦可為相異者。
構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置係從在液體中含有沸點低於該液體之物質的前述液體,使前述低沸點物質蒸發的裝置。
前述液體可在常溫,但以通常加熱之狀態,從液體接受口1供給至導件接觸流下式聚合裝置。又,在該導件接觸流下式聚合裝置之外壁面係通常以設置夾套等為較佳,依需要而藉由在該夾套通過水蒸氣或熱媒等進行加熱,而以進行液體供給區3或流徑控制構件20或多孔板2之加熱及/或保溫、及蒸發區5或多孔板2之保溫等為佳。
本實施型態之導件接觸流下式聚合裝置不僅使用來作為液體單純的濃縮用的裝置,亦可使用來作為縮合系聚合物用聚合裝置、或包含單體或寡
聚物或副生成物等低沸點物質的熱塑性聚合物之純化裝置、或來自熱塑性聚合物溶液之該聚合物的分離回收裝置等以黏度較高的液體作為對象之蒸發裝置。因此,本實施型態之導件接觸流下式聚合裝置係可使用來作為縮合系聚合物用聚合裝置,而該縮合系聚合物用聚合裝置係從前述液體供給區3所供給之液體為用以製造縮合系聚合物之單體、2種以上之單體混合物、縮合系聚合物之預聚物、縮合系聚合物之熔融液,且為低沸點物質以聚縮合反應進行生成的副生成物質及/或寡聚物,並藉由從前述熔融液蒸發去除低沸點物質,而用以提升縮合系聚合物之預聚物及/或前述聚合物的聚合度。
作為前述縮合系聚合物係脂肪族聚碳酸酯或芳香族聚碳酸酯及各種共聚碳酸酯等聚碳酸酯類;以聚酯聚碳酸酯類等為佳。
藉由使用上述具備導件接觸流下式聚合裝置的芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置,可長時間安定性地製造無著色或凝膠狀物質或固體成分異物,且分子量無不均的高純度、高性能之縮合系聚合物。
構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置係適合於從黏度較高的液體蒸發去除低沸點物質。
例如:使用本實施型態之導件接觸流下式聚合裝置作為縮合系聚合物之聚合器時,在以往公知之聚合器係有液體之一部分被長時間加熱並直接滯留之處,因此事而經滯留之液體會產生著色、凝膠化、交聯化、超高分子量化、固化、燒焦、碳化等之變質,未能避免該等變質物會徐緩地或集中地混入聚合物之缺點,但構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置不僅無如此的缺點,且具有習知聚合器所無的優異之效果。
亦即,例如:使從芳香族二羥基化合物與碳酸二芳酯所得到的熔融預聚物聚合而製造芳香族分支聚碳酸酯時之反應的溫度通常係必須為200至350℃之範圍,尤其,在聚合之後半係其黏度急遽變高,因必須取出從其超高黏度物質在平衡反應生成之芳香族單羥基化合物,故使用至今之聚合器,例如:臥型雙軸攪拌式超高黏度聚合物用反應器時,必須在300℃以上之高溫,而且在133Pa以下之高真空下長時間反應,尚且,難以製造薄片用等之高分子量體。
然而,構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置中,係進行伴隨內部攪拌之有效率的表面更新,故可在較低的溫度進行聚合反應。因此,較佳的反應溫度係100至290℃,更佳係150至270℃。比以往之機械性攪拌式聚合器之情形更可以低溫充分地進行聚合,其係本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之特徵,此事亦成為可製造無著色或物性降低之高品質的芳香族聚碳酸酯之一的原因。
再者,在以往公知之聚合器係有來自在高真空下之攪拌機的密封部洩漏空氣等,並引起異物混入等之缺點,但在構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置中,無機械性攪拌、亦無攪拌機之密封部,故空氣等之洩漏或異物混入極少,可製造高純度/高性能之芳香族分支聚碳酸酯。
又,使用本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置,製造縮合系聚合物時,伴隨聚合反應之進行,使藉由平衡反應而副生成的低沸點物質去除至反應系外,藉此而提高反應速度。因此,較佳係使用使氮、氬、氦、二氧化碳或低級烴氣體等對反應不造成不良影響的惰性氣體導入導件接觸流下式聚合裝置,而使前述低沸點物質伴同此等氣體而去除的方法,或,在減壓下進行反應
之方法等。或者,以併用此等之方法亦為較佳,但此等之情形,不需要在導件接觸流下式聚合裝置導入大量惰性氣體,將內部保持於惰性氣體環境之程度即可。
又,使用本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置,而製造縮合系聚合物時之在導件接觸流下式聚合裝置中的反應壓力,係依據副生成的低沸點物質之種類或製造之聚合物的種類或分子量、聚合溫度等而相異,但例如:從使用雙酚A與碳酸二苯酯而獲得之熔融預聚物製造芳香族分支聚碳酸酯時,聚合物之數平均分子量為5,000以下之範圍時,以400至3,000PaA範圍為較佳,以數平均分子量為5,000至10,000時,以50至500PaA之範圍為佳。數平均分子量為10,000以上時,以300PaA以下為佳,尤其以20至250PaA之範圍為適用。
使用構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置作為聚合器,而製造縮合系聚合物時,該導件接觸流下式聚合裝置僅1座,亦可製造具有作為目的之聚合度的聚合物,但亦可採用依據作為原料之熔融單體或熔融預聚物的聚合度、或聚合物之生產量等,而連結2座以上之導件接觸流下式聚合裝置,並依序提高聚合度之方式。
如此的情形,2座以上之導件接觸流下式聚合裝置較佳係藉由串聯、並聯、及串聯與並聯的併用之任一者態樣而連結。
又,此時,在各別之導件接觸流下式聚合裝置中,可分別採用適合於要製造之預聚物或聚合物之聚合度的導件或反應條件。
例如:使用第1導件接觸流下式聚合裝置、第2導件接觸流下式聚合裝置、第3導件接觸流下式聚合裝置、第4導件接觸流下式聚合裝置‧‧‧‧,依該順
序而提高聚合度之方式時,若以各別之聚合裝置具有的導件整體之外部總表面積作為S1、S2、S3、S4‧‧‧‧,可設為S1≧S2≧S3≧S4≧‧‧‧‧。
又,聚合溫度亦在各別之聚合裝置中可為相同的溫度,亦可依序提高。
聚合壓力亦可在各別之聚合裝置依序降低。
在如此的意義中,例如:使用第1導件接觸流下式聚合裝置、第2導件接觸流下式聚合裝置之2座的聚合裝置而依該順序提高聚合度時,較佳係使用第1聚合裝置之導件整體的外部總表面積S1(m2)與前述第2聚合裝置之導件整體的外部總表面積S2(m2)為滿足下述式(XVI)之導件:
1≦S1/S2≦20 式(XVI)
藉由前述S1/S2為1以上,可抑制分子量之不均,並可長期間安定製造,獲得所希望之生產量。
藉由S1/S2為20以下,可抑制在第2聚合裝置之導件進行流下的熔融預聚物之流量,其結果,可充分確保熔融預聚物之滯留時間,並獲得必需之分子量的聚合物。更佳的範圍係1.5≦S1/S2≦15。
在本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置中,較佳係更設置惰性氣體吸收裝置,該惰性氣體吸收裝置係用以使供給至導件接觸流下式聚合裝置之前的縮合系聚合物之熔融預聚物吸收惰性氣體。
又,使導件接觸流下式聚合裝置進行複數座連結而使用時,較佳係分別設置惰性氣體吸收裝置,該惰性氣體吸收裝置係對於各別之導件接觸流下式聚合裝置,用以使供給至前述導件接觸流下式聚合裝置之前的熔融預聚物吸收惰性氣體。藉由惰性氣體吸收裝置之設置,可更提高本發明之效果。
以下,說明有關使用一對之導件接觸流下式聚合裝置1座與惰性氣體吸收裝置1座的情形。
熔融預聚物係在供給至導件接觸流下式聚合裝置之前,被導入於惰性氣體吸收裝置。在惰性氣體吸收裝置中,藉由以惰性氣體處理熔融預聚物,而使熔融預聚物吸收惰性氣體,藉此,使熔融預聚物吸收熔融預聚物每1kg為0.0001至1N升(其中,N升係在標準溫度/壓力條件下測定的容積)之特定量的惰性氣體,然後,使吸收有該特定量之惰性氣體的熔融預聚物供給至導件接觸流下式聚合裝置,並使其聚合。
所謂以惰性氣體處理熔融預聚物係指使熔融預聚物在熔融預聚物難以聚合的條件下吸收惰性氣體者。
使熔融預聚物吸收的惰性氣體量係熔融預聚物每1kg較佳為0.0001至1N升,更佳係0.001至0.8N升之範圍,又更佳係0.005至0.6N升之範圍。
相對於熔融預聚物1kg,被吸收之惰性氣體的量少於0.0001N升時,係藉由使用吸收惰性氣體的預聚物所達成的聚合速度上昇效果、及、藉由使用吸收惰性氣體的預聚物所達成之芳香族分支聚碳酸酯的安定製造之效果會變小。又,相對於熔融預聚物1kg,不需要使被熔融預聚物吸收之惰性氣體的量多於1N升。
藉由以構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下式聚合裝置使吸收有上述數值範圍之惰性氣體的熔融預聚物聚合,可更提高本發明之效果。
通常係可藉由直接測定所供給之惰性氣體的量而容易地測定被熔融聚合物吸收之惰性氣體的量。在惰性氣體吸收裝置一邊使惰性氣體流通一邊被熔融預聚物吸收時,係可從所供給的惰性氣體量與被排出的惰性氣體量之
差,求出經吸收的惰性氣體之量。又,亦可對裝填有預定壓力的惰性氣體之惰性氣體吸收裝置供給預定量的熔融預聚物,並從藉由被熔融預聚物吸收惰性氣體而產生的惰性氣體吸收裝置之壓力的降低量測定經吸收的惰性氣體之量。再者,經吸收之惰性氣體的量之測定亦可為使預定量之熔融預聚物批式性供給至惰性氣體吸收裝置之後,測定惰性氣體吸收量之批式方式,又,亦可為使熔融預聚物連續性供給至惰性氣體吸收裝置,並連續性取出同時並測定惰性氣體吸收量之連續方式。
在本實施型態中,係藉由使用惰性氣體吸收裝置而在預定之壓力下,且在熔融預聚物難以聚合的條件下,以惰性氣體處理熔融預聚物,而吸收惰性氣體。
所謂使熔融預聚物吸收惰性氣體係指在熔融預聚物中使惰性氣體分散及/或溶解。
所謂分散係指在熔融預聚物中惰性氣體以氣泡狀混合,並成為氣液混相之狀態,所謂溶解係指在熔融預聚物中惰性氣體互相摻混,並形成均勻的液相之狀態。
惰性氣體特佳係不僅分散在熔融預聚物中,且溶解在熔融預聚物中。
為了使惰性氣體在熔融預聚物中有效地溶解,較佳係增大氣液界面積而使接觸效率變佳,或在惰性氣體之加壓下實施惰性氣體之吸收。
作為構成本實施型態之芳香族聚碳酸酯的製造裝置之惰性氣體吸收裝置,係只要為可在熔融預聚物吸收惰性氣體之裝置即可,型式上並無特別限制。可列舉例如:化學裝置設計‧操作系列No.2、改訂氣體吸收49至54頁(1981年3月15日、化學工業社發行)所記載之填充塔型吸收裝置、棚架型吸收
裝置、噴灑塔式吸收裝置、流動填充塔型吸收裝置、液膜交叉流吸收式吸收裝置、高速旋流方式吸收裝置、機械力利用方式吸收裝置等公知裝置、或在惰性氣體環境下使熔融預聚物沿著導件而落下之同時吸收之裝置等。
又,可為在對導件接觸流下式聚合裝置供給熔融預聚物之配管中直接供給惰性氣體而使其吸收之裝置。特佳係使用噴灑塔式吸收裝置、或沿著導件而落下之同時吸收之裝置。
作為惰性氣體吸收裝置特佳係與導件接觸流下式聚合裝置為相同的形式之裝置。
惰性氣體吸收裝置係在幾乎不使聚合進行的條件下運轉,故為與導件接觸流下式聚合裝置功能上為完全相異者,但該形式之裝置的優異特徵係在導件流下時之熔融物的每質量之表面積極大、與熔融物之表面更新及內部攪拌極佳者相結合,而可在短時間內極有效地吸收惰性氣體。
與導件接觸流下式聚合裝置相異,在惰性氣體吸收裝置中,由於導件之上部與下部之熔融預聚物的黏度幾乎無變化,故每單位時間之熔融預聚物的處理能力大。因此,即使為相同的形式,惰性氣體吸收裝置一般亦可比導件接觸流下式聚合裝置更縮小。
敘述有關在本實施型態之較佳的芳香族分支聚碳酸酯之製造方法。
使吸收惰性氣體之前後的熔融預聚物之數平均分子量分別設為M1、M2時,吸收惰性氣體之前後的分子量變化(M2-M1)在實質上較佳係2,000以下,更佳係1,000以下,又更佳係500以下。
在熔融預聚物吸收惰性氣體之溫度只要為熔融狀態,並無特別限制,但,通常為150至350℃,較佳係180至300℃,更佳係230至270℃之範圍。
在熔融預聚物吸收惰性氣體之壓力Pg(PaA)較佳係用以製造熔融預聚物所使用的壓力以上。
亦即,較佳係藉由使芳香族二羥基化合物與碳酸二芳酯反應,而與製造芳香族分支聚碳酸酯之熔融預聚物時所使用的反應壓力為相同,或在比此更高的壓力條件下吸收惰性氣體。
又,Pg(PaA)係繼而,為比在導件接觸流下式聚合裝置中之聚合反應的壓力Pp(PaA)更高的壓力,但對於M1(吸收惰性氣體之前的熔融預聚物之數平均分子量),較佳係滿足下述式之關係者。
式:Pg>4×1012×M1 -2.6871
在熔融預聚物吸收惰性氣體之壓力Pg(PaA)不滿足上述式之關係時,係藉由使用吸收惰性氣體的預聚物所達成的聚合速度上昇效果、及藉由使用吸收惰性氣體的預聚物所達成的芳香族分支聚碳酸酯之安定製造的效果會變小。
就提高惰性氣體在熔融預聚物之吸收速度,結果可縮小惰性氣體吸收裝置之點而言,吸收惰性氣體時之壓力為常壓或者加壓為特佳。
吸收惰性氣體時之壓力的上限並無特別限定,但通常,係在2×107PaA以下,較佳係1×107PaA以下,更佳係5×106PaA以下之壓力下進行吸收惰性氣體。
以惰性氣體吸收裝置在熔融預聚物吸收惰性氣體之方法係可為在熔融預聚物中吸收供給至惰性氣體吸收裝置的惰性氣體之大部分的方法,亦可為在熔融預聚物中吸收經供給的惰性氣體之一部分的方法。
前者之方法係可列舉例如:使用噴灑塔式吸收裝置、或、使熔融預聚物沿著導件而落下之同時吸收惰性氣體之裝置,並供給與在熔融預聚物中吸收之目的量的惰性氣體略為等量之惰性氣體,而使裝置之壓力約略保持一定同時吸收惰性氣體吸收之方法;或者,使用使熔融預聚物供給至導件接觸流下式聚合裝置之配管中直接供給惰性氣體的裝置之方法等。
又,後者之方法係可列舉例如:噴灑塔式吸收裝置、或使用使熔融預聚物沿著導件而落下之同時吸收惰性氣體之裝置作為惰性氣體吸收裝置,在惰性氣體吸收裝置內使熔融預聚物中所吸收之以上的惰性氣體流通,並從惰性氣體吸收裝置排出過剩的惰性氣體之方法等。
就更減少惰性氣體之使用量的點而言,以前者之方法為特佳。
又,惰性氣體吸收係亦可為下列之任一者:使熔融預聚物連續性供給至惰性氣體吸收裝置而吸收惰性氣體,並連續性取出吸收有惰性氣體之熔融預聚物的連續法;使吸收裝置批式性裝填熔融預聚物而吸收惰性氣體的批式法。
所謂惰性氣體係不與熔融預聚物產生化學反應,且在聚合條件下為安定的氣體之總稱,惰性氣體係可列舉例如:氮、氬、氦、二氧化碳、或在預聚物保持熔融狀態之溫度下為氣體狀的有機化合物、碳數1至8之低級烴氣體等,特佳者為氮。
在本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法中,較佳係為了在上述導件接觸流下式聚合裝置中,使從惰性氣體吸收裝置吸收有導件接觸流下式聚合裝置間之熔融預聚物在供給配管內的惰性氣體之熔融預聚物的壓力保
持於預定之壓力,故在導件接觸流下式聚合裝置之入口前,設置預定之壓力調整閥,藉此,控制熔融預聚物之壓力。
導件接觸流下式聚合裝置之內部係較高的真空,在本裝置之供給口附近的熔融預聚物係被本裝置抽吸之壓力容易成為壓力低的狀態。因此,有時以惰性氣體吸收裝置吸收的惰性氣體會從熔融預聚物進行分離,並凝聚。因此,為了防止此等情形,對導件接觸流下式聚合裝置較佳係保持於以惰性氣體吸收裝置在熔融預聚物吸收惰性氣體的壓力以上,而供給熔融預聚物。
具體而言,較佳係15kPaA至200kPaA之範圍,更佳係20kPaA至150kPaA,又更佳係20至100kPaA。
不設置壓力調整閥時,或,比在熔融預聚物吸收惰性氣體之壓力更低時,配管內之熔融預聚物的壓力成為不安定,且在熔融預聚物暫時被吸收的氮等之惰性氣體會進行分離,或凝聚而熔融預聚物之均勻性成為不安定,阻礙在導件接觸流下式聚合裝置內之熔融預聚物均勻且持續性的發泡現象,無法製造安定之製品,或容易產生色調之降低、魚眼、凝膠等的異物。
另一方面,即使超過200kPaA,效果亦不變,必須對惰性氣體吸收裝置之排出齒輪泵或配管施加過剩之負荷,提高耐壓性,並不實際,故上限值較佳係設為200kPaA。
本實施型態之芳香族聚碳酸酯的製造裝置係只要滿足上述各種條件,且為具有相應於此之機械強度者,可為任何者,亦可為附加具有連續運行之必需的其它任何功能的裝置/設備者。
又,本實施型態之芳香族聚碳酸酯的製造裝置可為使上述導件接觸流下式聚合裝置或惰性氣體吸收裝置經複數結合者,亦可為附加具有蒸發以外的其它任何功能的裝置/設備者。
又,從與上述為同樣之觀點而言,本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置,為在前述導件接觸流下式聚合裝置具有更被連結之導件接觸流下式聚合裝置,且在此等之導件接觸流下式聚合裝置的各別之前,具有設置有惰性氣體吸收裝置之構成時,較佳係在前述各別之導件接觸流下式聚合裝置的入口之前設置壓力調整閥,使從前述惰性氣體吸收裝置至與前述各別的導件接觸流下式聚合裝置之間的吸收有熔融預聚物之在供給配管內的惰性氣體之熔融預聚物之壓力,藉由該壓力調整閥保持於15kPaA至200kPaA並進行供給。更佳係20kPaA至150kPaA,又更佳係20至100kPaA。
本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置係在導件接觸流下式聚合裝置或配管之材質上無特別限制,通常係選自不鏽鋼製、碳鋼製、赫史特合金(Hastelloy)製、鎳製、鈦製、鉻製、及其它合金製等的金屬、或耐熱性高的聚合物材料等之中。又,此等材質之表面係可被進行鍍敷、襯裹、固定處理、酸洗淨、酚洗淨等依需要之各種的處理。較佳係不鏽鋼或鎳、玻璃襯裹等,但特別佳者係不鏽鋼。
又,用以從取出口12排出熔融預聚物、或芳香族分支聚碳酸酯之排出泵8通常較佳係可定量性排出高黏度物質之齒輪泵類,此等齒輪泵的材質可為不鏽鋼,亦可為其它特殊金屬。
[芳香族聚碳酸酯之製造中使用的材料]
以下,呈示有關使用本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置而製造芳香族分支聚碳酸酯時使用的材料之芳香族二羥基化合物、及碳酸二芳酯。
(芳香族二羥基化合物)
在製造芳香族聚碳酸酯時所使用之芳香族二羥基化合物係下列式所示之化合物。
HO-Ar-OH
(式中,Ar表示2價芳香族基。)。
2價芳香族基Ar係與上述定義為同樣地定義。
使用本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置而製造芳香族分支聚碳酸酯時所使用的芳香族二羥基化合物可為單獨1種,亦可為2種類以上。
作為芳香族二羥基化合物係例如:以雙酚A為佳。又,亦可併用用以導入分支構造之3價芳香族三羥基化合物。
作為雙酚A之特佳者係氯含量為1ppb以下之聚碳酸酯用高純度品。
(碳酸二芳酯)
使用本實施型態之芳香族聚碳酸酯的製造裝置而製造芳香族聚碳酸酯時所使用的碳酸二芳酯係下述式所示。
(前述式中,Ar”,係與上述定義為同樣地定義,較佳係各別為碳數5至20之1價芳香族基。)
作為前述碳酸二芳酯較佳係非取代之碳酸二苯酯、或如碳酸二甲苯酯、碳酸二-t-丁基苯酯之低級烷基取代碳酸二苯酯等對稱型碳酸二芳酯,特別最簡單的構造之屬於碳酸二芳酯的碳酸二苯酯為適合。此等碳酸二芳酯係可僅單獨使用1種,亦可組合2種以上而使用。
成為製造芳香族聚碳酸酯之原料的碳酸二苯酯之特佳者係藉由以下方法所製造者。
首先,使環氧乙烷與CO2反應而獲得所製造/純化之碳酸乙二酯,使此與甲醇反應而獲得所製造/純化的碳酸二甲酯,藉由反應蒸餾法而使前述碳酸二甲酯與純化酚反應,獲得碳酸二苯酯,將此藉由純化而獲得作為目的之碳酸二苯酯。此係不包含鹼金屬、鹼土金屬及氯的超高純度品。
(熔融預聚物)
使用本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置而製造芳香族分支聚碳酸酯時所使用的熔融預聚物,係由前述芳香族二羥基化合物與碳酸二芳酯來製造,但其使用比率(裝填比率)係依據所使用的芳香族二羥基化合物與碳酸二芳酯之種類、或聚合溫度等其它聚合條件而相異。相對於芳香族二羥基化合物1莫耳,碳酸二芳酯通常為以0.9至2.5莫耳,較佳係以0.95至2.0莫耳,更佳係以0.98至1.5莫耳之比率使用。
由前述芳香族二羥基化合物與碳酸二芳酯所製造的熔融狀態之預聚物,亦即,所謂熔融預聚物係指聚合度比由芳香族二羥基化合物與碳酸二芳
酯所製造之具有作為目的的聚合度之芳香族分支聚碳酸酯更低的聚合中途之熔融物,亦可為寡聚物。
可以本實施型態之芳香族聚碳酸酯的製造裝置製造之芳香族分支聚碳酸酯的熔融預聚物之平均聚合度並無特別限定,但又,亦依其化學構造而相異,但通常約為2至2000。
使用來作為聚合原料之熔融預聚物係可依據公知方法進行製造。
(觸媒)
從芳香族二羥基化合物與碳酸二芳酯製造芳香族分支聚碳酸酯之反應係可不添加觸媒而實施,但為了提高聚合速度,可依需要而在觸媒之存在下進行。
作為觸媒係只要為在該領域所使用者即可,並無特別限制。
作為觸媒係不限定於下述者,但可列舉例如:氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣等鹼金屬及鹼土金屬的氫氧化物類;氫化鋁鋰、氫化硼鈉、氫化硼四甲基銨等硼或鋁的氫化物之鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽、四級銨鹽類;氫化鋰、氫化鈉、氫化鈣等鹼金屬及鹼土金屬的氫化合物類;甲氧基鋰、乙氧基鈉、甲氧基鈣等鹼金屬及鹼土金屬的烷氧化物類;苯氧基鋰、苯氧基鈉、苯氧基鎂、LiO-Ar-OLi、NaO-Ar-ONa(Ar為芳基)等鹼金屬及鹼土金屬的芳氧化物類;乙酸鋰、乙酸鈣、苯甲酸鈉等鹼金屬及鹼土金屬的有機酸鹽類;氧化鋅、乙酸鋅、苯氧基鋅等鋅化合物類;氧化硼、硼酸、硼酸鈉、硼酸三甲酯、硼酸三丁酯、硼酸三苯酯、氧化錫、二烷基錫氧化物、二烷基錫羧酸酯、乙酸錫、乙基錫三丁氧化物等與烷氧基或芳氧基鍵結的錫化合物、有機錫化合物等錫的化合物類;氧化鉛、乙酸鉛、碳酸鉛、鹼性碳酸鹽、鉛及有機鉛之烷氧化物或芳氧化物等鉛的化合物;四級銨鹽、四級鏻鹽。
此等觸媒係可僅單獨使用1種,亦可組合2種以上而使用。又,相對於原料之芳香族二羥基化合物,此等觸媒的使用量通常為10-10至1質量%,較佳係10-9至10-1質量%,又更佳係10-8至10-2質量%之範圍。
實施熔融酯交換法時,所使用的觸媒係殘存於製品之芳香族分支聚碳酸酯中,但此等觸媒通常係對聚合物物性造成不良影響者較多。因此,觸媒之使用量較佳係儘可能地降低。構成本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之導件接觸流下型聚合裝置係因可有效地進行聚合,故可減少觸媒之使用量。此事亦為可製造高品質之芳香族分支聚碳酸酯的本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置之優點之一。
以本實施型態之芳香族聚碳酸酯的製造裝置所製造的芳香族聚碳酸酯係具有下述式所示之重複單元。
(式中,Ar係與上述定義為同樣地定義。)
特佳之芳香族分支聚碳酸酯在全部重複單元中,係包含下述式所示之重複單元85莫耳%以上的芳香族分支聚碳酸酯。
又,以本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置所製造之芳香族分支聚碳酸酯的末端基通常係由羥基、或下述式所示之碳酸芳酯基所構成。
(前述式中,Ar5係與上述Ar”的定義為同樣地定義。)
屬於芳香族分支聚碳酸酯之末端基的羥基與碳酸芳酯基之莫耳比率並無特別限制,但通常為羥基:芳基碳酸酯基=95:5至5:95之範圍,較佳係90:10至10:90之範圍,又更佳係80:20至20:80之範圍。特佳者係在末端基中之碳酸苯酯基佔有的比率為85莫耳%以上之芳香族分支聚碳酸酯。
在本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置所製造之芳香族分支聚碳酸酯係如上述,一種芳香族分支聚碳酸酯,其係在主鏈及分支鏈上具有通式(1)所示之重複單元,在該主鏈及分支鏈上含有一種以上之通式(2)、(3)及(4)所示之分支構造,相對於前述通式(1)所示之重複單元的物質量,前述分支構造之合計物質量之比率為0.01莫耳%至0.5莫耳%之數值範圍,含有一種以上之通式(5)、(6)及(7)所示之寡聚物,前述寡聚物之合計質量為0.6質量%以下,且,相
對於前述寡聚物之合計物質量,通式(5)、(6)所示之寡聚物的物質量的比率為60莫耳%以下。
藉由使用本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置,可長時間安定地製造分子量無不均的芳香族分支聚碳酸酯。
又,本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置係只要為滿足上述各種條件,且具有相應於此之機械強度者,可為任何者,亦可為附加具有在芳香族分支聚碳酸酯之連續製造運行必需的其它任何的功能之裝置及設備者。
又,本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置可為使上述導件接觸流下式聚合裝置複數結合者,亦可為附加具有聚合以外的其它任何的功能之裝置及設備者。
在本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置中,進行芳香族分支聚碳酸酯之製造時,係可使用例如:國際公開第2005/121213號公報所記載的公知觸媒失活劑。
觸媒失活劑之使用量較佳係酯交換觸媒每1莫耳為0.5至50莫耳之比率,更佳係0.5至10莫耳之比率,又更佳係0.8至5莫耳之比率。觸媒失活劑係例如:可在擠出機中添加。
使用本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置而製造芳香族分支聚碳酸酯之步驟中,可添加各種添加劑,例如:在圖5中,在第2導件接觸流下式聚合裝置48A及48B所得到的芳香族分支聚碳酸酯係以熔融的狀態,從第2導件接觸流下式聚合裝置48A及48B,被輸送至其後段之機器50A及50B,並可以該後段之機器50A及50B添加添加劑。
後段之機器50A及50B係只要為以往接受經熔融的芳香族分支聚碳酸酯之機器即可,並無特別限定,可列舉例如:擠出機、造粒機、篩分機、乾燥機、儲倉(silo)、及包裝機等。
例如:將經熔融之芳香族分支聚碳酸酯供給至擠出機,在擠出機中,亦可混合ABS或PET等其它樹脂、或耐熱安定劑、抗氧化劑、光安定劑、紫外線吸收劑、離型劑、阻燃劑等添加劑、有機系或無機系之顏料或染料、金屬惰性化劑、抗靜電劑、潤滑劑、成核劑等之任意的添加劑。
此等其它樹脂及任意的添加劑係可僅單獨使用1種,亦可組合2種以上而使用。
再者,本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯係可含有乙二醇、1,4-丁二醇、1,4-環己烷二甲醇、及1,10-癸二醇等脂肪族二羥基化合物(二醇);琥珀酸、異酞酸、2,6-萘二羧酸、己二酸、環己烷羧酸、及對酞酸等二羧酸類;乳酸、對-羥基苯甲酸、及6-羥基-2-萘甲酸等含氧酸類等。
如上述,藉由使用本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置,可連續性製造芳香族分支聚碳酸酯。
藉由本實施型態之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法所得到的芳香族分支聚碳酸酯係可經過預定之成型步驟而為成型品。
成型步驟係只要為公知之成型步驟即可,例如:使用射出成型機、擠出成型機、吹塑成型機及薄片成型機等,可使芳香族分支聚碳酸酯成型而獲得成型品。
所得到的成型品係可利用來作為汽車、電性、電子、OA、光媒體、建材及醫療等廣泛的用途之材料。
若依據本實施型態,可有效地提供著色少、因熱所產生的色相安定性佳之芳香族分支聚碳酸酯。
[實施例]
以下,使用具體的實施例及比較例,而具體地說明本發明,但本發明係不受此等實施例及比較例任何限定者。
將下述實施例及比較例所製造之芳香族分支聚碳酸酯的原料呈示於下。
[原料]
((1)芳香族二羥基化合物)
BPA-1:日鐵Chemical & Material股份有限公司製雙酚A
((2)碳酸二芳酯)
DPC-1:依據國際公開第2006/006585號公報記載之方法所製造的碳酸二苯酯
將下述實施例及比較例所製造之芳香族分支聚碳酸酯的物性及特性之測定方法呈示於下。
[物性及特性]
((1)分子量、數平均分子量(Mn))
以預聚物、或芳香族分支聚碳酸酯之顆粒作為測定對象,並使用凝膠滲透層析法(HLC-8320GPC TOSOH公司製、TSK-GEL Super Multipore HZ-M2根、RI檢測器),使用四氫呋喃作為溶析液,在溫度40℃下測定。
預聚物、或顆粒之分子量係使用從標準單分散聚苯乙烯(EasiVial VARIAN公司製)之校正曲線依下述式所進行的換算分子量校正曲線而求出。
MPC=0.3591MPS 1.0388
(式中,MPC表示芳香族分支聚碳酸酯之分子量,MPS表示聚苯乙烯之分子量。)
((2)色相之測定)
使用以熱風乾燥機在120℃下乾燥5小時之芳香族分支聚碳酸酯的顆粒,藉由射出成型機,在缸筒溫度300℃、模具溫度90℃下使縱50mm×橫90mm×厚度3.0mm之試驗片連續成型,獲得試驗片。
使用分光測色計(Vista HunterLab公司製),以D65光源、視角10°藉由透射法測定試驗片,以b*值表示黃色度(CIE No.15(ASTM E308)規格)。
((3)通式(5)、(6)及(7)所示之寡聚物對寡聚物之合計物質量的莫耳比)
將芳香族分支聚碳酸酯0.15g溶解於四氫呋喃7mL之後,加入甲醇約15g,進行手搖20次左右後靜置30分鐘。
靜置後在40分鐘以內,將其上清液以孔徑為0.5μm之過濾器過濾,以逆相液體層析法(UPLC 日本WATERS公司製)測定各寡聚物之尖峰強度。
逆相液體層析法係使用ACQUITY UPLC管柱:HSS T3 1.8μm管柱(日本WATERS公司製)、由作為溶析液之甲醇/蒸餾水的混合比率85/15所構成的混合溶析液,管柱烘箱係在40℃下測定。
檢測係使用波長210nm之UV檢測器來進行。
((4)通式(5)、(6)及(7)所示之寡聚物的合計質量比率)
從以前述(1)之分子量測定所得到的測定結果,計算出相對於分子量曲線整體之分子量為500至800之間的面積比率,作為前述寡聚物之合計質量對芳香族分支聚碳酸酯之質量的比率(質量%)。
((5)分支構造之物質量(莫耳%))
將芳香族分支聚碳酸酯55mg溶解於四氫呋喃2mL之後,添加5當量之氫氧化鉀甲醇溶液0.5mL,在25℃下攪拌2小時而經完全水解。
其後,加入濃鹽酸0.3mL,以逆相液體層析法(LC-1100 Agilent公司製)測定出在芳香族分支聚碳酸酯中之前述通式(2)、(3)、(4)所示之分支構造的物質量對前述通式(1)所示之重複單元的物質量。
逆相液體層析法係使用Inertsil ODS-3管柱(註冊商標:GL Science公司製)、由作為溶析液之甲醇與0.1%磷酸水溶液所構成的混合溶析液,管柱烘箱係在40℃下從20/80開始至100/0為止進行梯度之條件下測定甲醇/0.1%磷酸水溶液比率。
檢測係使用波長300nm之UV檢測器來進行,從標準物質之吸光係數進行定量。
((6)MI之測定)
將以熱風乾燥機在120℃下乾燥5小時之芳香族分支聚碳酸酯的顆粒,使用熔融流動試驗裝置(Mflow Zwick Roell公司製),在300℃‧1.2kg負載之條件測定(單位:g/10min)(ISO1133規格)。
開始製造之後,從50小時後至300小時之間,每2小時進行測定(測定點數150點),求出平均值與標準偏差。
((7)熱風試驗)
以與上述(2)之色相的測定所製造出之試驗片為同樣之方法,製造試驗片,將該試驗片在保持120℃下之齒輪烘箱內,靜置1000小時。
其後,進行色相之測定,求出熱風試驗前與試驗後之差(△b*值)。
[實施例1]
使用圖5所示的構成之芳香族分支聚碳酸酯的製造裝置,如下述方式進行芳香族分支聚碳酸酯之製造。
在芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置中,將聚合原料及觸媒投入混合槽31中,並混合。
然後,藉由輸送泵32輸送至溶解混合物貯槽33A、33B,從此處,再藉由輸送泵34A、34B,以第1聚合器35進行預聚合。
再者,經由排出用齒輪泵36以第2聚合器37進行預聚合,獲得芳香族分支聚碳酸酯之預聚物。
將芳香族分支聚碳酸酯之預聚物經由供給泵38而輸送至第1惰性氣體吸收裝置39,使吸收有惰性氣體的預聚物之對下述導件接觸流下式聚合裝置的供給壓力,依需要而藉由壓力調整閥41進行調節而輸送至第1之導件接觸流下式聚合裝置42,並供給而進行聚合。在此處,從通氣孔排出作為低分子量成分之酚。
又,作為壓力調整閥41係可列舉例如:如閥之構成作為例,但只要可調節惰性氣體之溶解度即可,構成並無限定。下述壓力調整閥47A、47B亦為相同。
其次,經由供給泵43而使芳香族分支聚碳酸酯之預聚物輸送至第2惰性氣體吸收裝置44,再者,從此處,藉由供給泵46A、46B,進行輸送。使吸收有惰性氣體之預聚物的對下述導件接觸流下式聚合裝置之供給壓力,依需要而藉由壓
力調整閥47A、47B進行調節,輸送至被連結之第2導件接觸流下式聚合裝置48A、48B而進行聚合。此處,從通氣孔排出酚。
再者,藉由供給泵49A、49B進行輸送,以後段之機器50A、50B添加添加劑,獲得作為目的之芳香族分支聚碳酸酯。
在圖1中呈示第1及第2惰性氣體吸收裝置39、44之概略構成圖。
又,惰性氣體吸收裝置39、44係裝置構成為與後述導件接觸流下式聚合裝置42、48A、48B略共通,故對於共通處係使用相同符號。
有關第1惰性氣體吸收裝置39係在屬於內部空間之惰性氣體吸收區15中,側面殼體10之上部為圓筒形,構成側面殼體10的下部構造之屬於錐型下部的底部殼體11為逆圓錐,且在圖1中,設為L=500cm、h=400cm、D=200cm、d=20cm、C=150°。
又,設於屬於內部空間之惰性氣體吸收區15的導件4之外徑為r=0.3cm,前述導件4之外部總表面積S=60m2、設於屬於內部空間之惰性氣體吸收區15的上部之多孔板2的孔之直徑=約0.2cm。
又,第2惰性氣體吸收裝置44係多孔板之孔的直徑為約0.6cm以外,其餘係與第1惰性氣體吸收裝置39為約略相同的形狀。
在圖2中,呈示導件接觸流下式聚合裝置42、48A、48B之概略圖。
第1導件接觸流下式聚合裝置42係具有如圖3所示之厚度約2cm的圓盤狀之流徑控制構件20、及圓柱狀或管狀之導件4。
又,在圖3中呈示導件接觸流下式聚合裝置之導件4的上部之概略構成圖。
在導件接觸流下式聚合裝置中,流徑控制構件20係以從液體供給區3之上部內部壁面23的間隔為約8cm之方式,從上部懸垂固定。
又,液體供給區3之內部側壁面22與流徑控制構件20之間隔為約9cm,多孔板2與流徑控制構件20之間隔為約8cm。
又,該圓盤狀之流徑控制構件20的周邊部係垂直剖面被精細加工成半徑約1cm之半圓,在周邊部被設計成液體不會滯留。
又,液體供給區之內部側壁面22與多孔板2之接續部的剖面係如圖4所示的內側被精細加工成凹狀,其上升部之角度E為約170度(°)。
該導件接觸流下式聚合裝置之材質全部為不鏽鋼。
排出泵8係濃縮液體為高黏度時,以齒輪泵為佳,黏度沒那麼高時,為一般的送液泵。
第1導件接觸流下式聚合器42係具有圓筒形之側面殼體10與錐體形之底部殼體11,在圖2中,為L=950cm、h=850cm。
蒸發區5之側面殼體的內徑D=400cm,且錐體形之底部殼體11的液體排出口7之內徑d=20cm,C=150度。
導件4整體之外部總表面積S=750m2。
屬於內部空間之蒸發區5的側面殼體10之水平面的內部剖面積A=12.56m2。
又,前述內部剖面積A、與液體排出口7之水平面的內部剖面積B(m2)的比為A/B=400。
又,D/d=20。
蒸發區5之側面殼體的長度L(cm)、與前述內徑D(cm)之比L/D=2.375
又,前述導件之外徑r=0.3cm。
多孔板2之每1m2的平均孔數(數/m2)N=約500。多孔板之孔之直徑=約0.2cm
包含多孔板2之孔的上部面積之多孔板2的上部面積T、與前述孔之有效剖面積的合計q之比T/Q=約1300。
最接近蒸發區5之內壁面的導件4與該內壁面之間隔K為約14cm。
在從液體接受口1(接受口與液體供給區的上部內壁之接合部)至多孔板2的上表面為止之該液體供給區3中,該液體可存在之空間容積V(約2.03m3)、與包含前述多孔板2之孔的上部面積之前述多孔板2的上部面積T(約12.56m2)之比、V/T之值為約0.162(m)。
蒸發區5之空間容積Y為約135m3。
在從前述液體接受口1至多孔板2的上表面為止之液體供給區3中液體可存在之空間容積V、與蒸發區的空間容積Y之比Y/V的值為約67。
在實施例1中,芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置中的各值係全部滿足上述式(I)至式(XV)。
在圖2中,在液體供給區3中,包含從液體接受口1所供給的低沸點物質之液體係在圖3中,經由流徑控制構件20的上表面與供給區3的上部內部壁面23之間、及供給區3的內部側壁面22與流徑控制構件20之間,主要從多孔板2之周邊部朝中央部之方向流動,同時從多孔板2之孔(21等)均勻分配至各導件4。
在導件接觸流下式聚合裝置之下部,係具備惰性氣體供給口9,在上部係具備屬於低沸點物質之蒸發物取出口的真空通氣孔口6(通常係連接於氣體凝縮器及減壓裝置)。
導件接觸流下式聚合裝置之外側係設置夾套、或熱媒用加熱管,而可以熱媒保持於預定之溫度。
第2導件接觸流下式聚合裝置48A、48B係在圖3所示的構造中,具有厚度約2cm之圓盤狀的流徑控制構件20、及導件4。
圓盤狀之流徑控制構件20係以從液體供給區3的上部內部壁面23之間隔成為約8cm之方式從上部懸垂固定。
又,液體供給區3之內部側壁面22與流徑控制構件20之間隔為約9cm,多孔板2與流徑控制構件20之間隔為約8cm。
又,該圓盤狀之流徑控制構件20的周邊部係精細加工使垂直剖面成為半徑約1cm之半圓,設計成液體不滯留於周邊部。
又,液體供給區3之內部側壁面22與多孔板2之連接部的剖面係精細加工如圖4所示之內側成凹狀,其上升部之角度E為約170度(°)。
導件接觸流下式聚合裝置之材質全部為不鏽鋼。
在第2導件接觸流下式聚合裝置48A、48B之下部係設有排出泵8,濃縮液體為高黏度時,以齒輪泵為佳,黏度沒那麼高時,以一般之送液泵為佳。
第2導件接觸流下式聚合裝置係具有圓筒形之側面殼體10、及錐體形之底部殼體11。
第2導件接觸流下式聚合裝置係在圖2中為L=1,000cm、h=900cm。
蒸發區5之側面殼體10的內徑D=500cm,錐體形之底部殼體11的液體排出口7之內徑d=40cm,C=155度(°)。
導件4整體之外部總表面積S=250m2。
屬於內部空間之蒸發區5的側面殼體10之水平面的內部剖面積A=19.625m2。
又,前述內部剖面積A、與液體排出口7之水平面的內部剖面積B(m2)之比為A/B=156.25。
又,D/d=12.5。
蒸發區5之側面殼體的長度L(cm)與前述內徑D(cm)之比L/D=2。
又,前述導件之外徑r=0.3cm。
多孔板2之每1m2的平均孔數(數/m2)N=約140。多孔板之孔的直徑=約0.4cm
包含多孔板2之孔的上部面積之多孔板2的上部面積T、與前述孔之有效剖面積的合計Q之比T/Q=約470。
最接近蒸發區5之內壁面的導件4與前述內壁面之間隔K為約15cm。
在從液體接受口1(接受口與液體供給區的上部內壁之接合部)至多孔板2的上表面為止之該液體供給區3中,該液體可存在之空間容積V(約3.17m3)、與包含孔的上部面積之多孔板的上部面積T(約19.63m2)之比、V/T之值為約0.161(m)。
蒸發區5之空間容積Y為約222.8m3,在從前述液體接受口1至多孔板2的上表面為止之液體供給區3中液體可存在之空間容積V、與蒸發區的空間容積Y之比Y/V的值為約70。
在實施例1中,在芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置中的第2導件接觸流下式聚合裝置係全部滿足上述式(I)至式(XV)。
第2導件接觸流下式聚合裝置48A、48B之構造係在液體供給區3中,與第1導件接觸流下式聚合裝置42為同樣。
又,第1導件接觸流下式聚合裝置42之導件4的外部總表面積S1(m2)、與第2導件接觸流下式聚合裝置(48A、48B)1座之導件4的外部總表面積S2(m2)之比係S1/S2=750/250=3。
上述惰性氣體吸收裝置、第1及第2導件接觸流下式聚合裝置的材質係除了排出泵8,全部為不鏽鋼。
如圖5所示,係使用一種芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置,製造芳香族分支聚碳酸酯,該芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置係將惰性氣體吸收裝置2座(第1惰性氣體吸收裝置39、第2惰性氣體吸收裝置44)、與導件接觸流下式聚合裝置2座(第1導件接觸流下式聚合裝置42、第2導件接觸流下式聚合裝置48A、48B),依第1惰性氣體吸收裝置39、第1導件接觸流下式聚合裝置42、第2惰性氣體吸收裝置44、第2導件接觸流下式聚合裝置(2機並聯配置)的順序串聯配置而連結。
在混合槽31(內容量120m3)中投入160℃之經熔融的碳酸二苯酯(DPC-1)40噸。
然後,將氫氧化鉀相對於雙酚A(BPA-1)45噸,以鉀成分添加120質量ppb作為觸媒,一邊維持混合槽內之混合液的溫度為100℃以上,一邊以1.8小時投入雙酚A。
前述雙酚A之投入量為45.3噸。
然後,以碳酸二苯酯對前述雙酚A之莫耳比成為1.10之方式,追加投入碳酸二苯酯6.67噸。又,碳酸二苯酯之投入量係使用科氏(Coriolis)質量重量計並稱量,雙酚A之投入量係使用設有負載元(Load cell)計量器之定量斗並稱量。
在前述混合液之溫度達到180℃之時點,以1小時輸送至溶解混合物貯槽(內容量120m3)33A。
將溶解混合物貯槽33A內保持4至6小時之反應混合物以流量14噸/hr,並以在溶解混合物貯槽33A與攪拌槽式第1聚合器35之間配置成串聯所設有
之孔徑相異的2個聚合物過濾器(未圖示。上流側之孔徑為5μm、下流側之孔徑為2.5μm)過濾。
以預熱器(未圖示。)加熱過濾後之反應混合物,供給至攪拌槽式之第1聚合器35。預熱器出口之液溫為230℃。
溶解混合物貯槽33A中之反應混合物的位面低於預定值之時點,對攪拌槽式之第1聚合器35供給反應混合物之供給源從溶解混合物貯槽33A切換成溶解混合物貯槽33B。對攪拌槽式第1聚合器35之反應混合物的供給係藉由重複使供給源之溶解混合物貯槽33A及33B每3.9小時交替地切換之操作而連續性進行。
又,溶解混合物貯槽33A、33B皆設置內部線圈及夾套,並保持180℃。
以攪拌槽式之第1聚合器35、及攪拌槽式之第2聚合器37在減壓下進行攪拌,一邊去除產生之酚一邊使反應混合物聚合,而獲得預聚物。
此時之攪拌槽式的第1聚合器35之溫度為230℃,壓力為13.3kPaA,攪拌槽式之第2聚合器37的溫度為265℃,壓力為2.66kPaA。
將所得到的芳香族分支聚碳酸酯之熔融預聚物(數平均分子量Mn為2200)藉由供給泵38從第1惰性氣體吸收裝置之液體接受口1連續性供給至液體供給區3。
將通過第1惰性氣體吸收裝置39之屬於分配板的多孔板2,而連續性供給至屬於內部空間的惰性氣體吸收區15之前述預聚物,沿著導件4而流下,同時進行惰性氣體之吸收。
第1惰性氣體吸收裝置39之屬於內部空間的惰性氣體吸收區15係從惰性氣體供給口9供給氮氣體而保持於180kPaA。
從導件4之下部落下至第1惰性氣體吸收裝置39的殼體之錐型下部11的熔融預聚物(該熔融預聚物每1kg包含氮0.04N升),係在前述裝置之底部的量約略成為
一定之方式藉由排出泵8(圖5中,相當於符號40)而連續性排出,藉由位於第1導件接觸流下式聚合裝置42之液體接受口1的壓力調整閥41,使進入閥之熔融預聚物的壓力保持於75kPaA,經由第1導件接觸流下式聚合裝置42之液體接受口1而連續性供給至液體供給區3。
第1導件接觸流下式聚合裝置42之屬於內部空間的蒸發區5係通過真空通氣孔口6而保持於800PaA之壓力。
從導件4之下部落下至第1導件接觸流下式聚合裝置42的殼體之錐型下部11的聚合度被提高的芳香族分支聚碳酸酯之熔融預聚物(數平均分子量Mn為4700),係以在底部之量約略成為一定之方式藉由排出泵8(圖5中,相當於符號43),從液體排出口7以一定之流量連續性被取出,然後,連續性供給至第2惰性氣體吸收裝置44之液體供給區3。
將前述熔融預聚物通過第2惰性氣體吸收裝置44之屬於分配板的多孔板2,連續性供給至屬於內部空間之惰性氣體吸收區15。
將熔融預聚物沿著導件4而流下,進行惰性氣體之吸收。
第2惰性氣體吸收裝置44之屬於內部空間的惰性氣體吸收區15係設為從惰性氣體供給口9供給氮氣體而保持於75kPaA。
從導件4之下部落下至第2惰性氣體吸收裝置的殼體之屬於錐型下部的底部殼體11之熔融預聚物(該熔融預聚物每1kg包含氮0.05N升),係以三向聚合物閥(45)進行二分割(以50:50之比進行分割),以在該底部之量約略成為一定之方式藉由排出泵8(圖5中,相當於符號46A、46B),以一定之流量連續性排出,藉由位於第2導件接觸流下式聚合裝置48A、48B之液體接受口1的壓力調整閥(47A、
47B),使進入閥之熔融預聚物的壓力保持於220kPA而連續性供給至各別之供給區3。
將通過第2導件接觸流下式聚合裝置內之屬於分配板的多孔板2,而連續性供給至屬於內部空間的蒸發區5之前述預聚物,沿著導件4而流下,同時進行聚合反應。
第2導件接觸流下式聚合裝置之屬於內部空間的蒸發區5係通過真空通氣孔口6而分別保持於120PaA之壓力。
從導件4之下部落下至第2導件接觸流下式聚合裝置的殼體之錐型下部的底部殼體11之芳香族分支聚碳酸酯,係以在該底部之量約略成為一定之方式藉由排出泵8(49A、49B),從後段之機器(50A、50B)形成為股而連續性取出、冷卻後進行切割而獲得顆粒狀之芳香族分支聚碳酸酯。
生產量分別為4.0噸/hr(合計8.0噸/hr)。
添加劑係設為無添加。
從製造開始在150小時後,採取分支量、寡聚物量、顏色、熱風試驗用之顆粒。
各測定或試驗係使用從後段之機器50A所得到的芳香族分支聚碳酸酯來進行。
又,對於後段之機器50B係製造條件與在後段之機器50A所得到的芳香族分支聚碳酸酯為相同,故不實施各測定或試驗。
[實施例2]、[比較例1、3]
除了將DPC-1對BPA-1之莫耳比、觸媒添加量、攪拌槽式之對第1聚合器35的反應混合物供給量、第2導件接觸流下式聚合裝置之反應溫度,以如下述表1記載
之方式變更以外,其餘係與前述實施例1同樣地實施而獲得顆粒狀之芳香族分支聚碳酸酯。
將製造條件及測定、試驗結果呈示於表1中。
[實施例3]
除了更換成壓力調整閥41、47A、47B,並設置與對第1及第2導件接觸流下式聚合裝置進行供給之配管為相同的內徑之配管以外,其餘係與前述實施例1同樣地實施而獲得顆粒狀之芳香族分支聚碳酸酯。又,壓力計之設置位置係與實施例1設為相同。
將製造條件及測定、試驗結果呈示於表1中。
[實施例4]
對第1惰性氣體吸收裝置與第2惰性氣體吸收裝置之屬於內部空間的惰性氣體吸收區15供給氮氣體,而分別設為180kPaA及200kPaA之後,停止氮之供給,屬於各別之內部空間的惰性氣體吸收區15之壓力成為一定之後(氮不被吸收之狀態)、經過50小時之後作為製造開始時點以外,其餘係與前述實施例1同樣地實施,而獲得顆粒狀之芳香族分支聚碳酸酯。
將製造條件及測定、試驗結果呈示於表1中。
[實施例5]
除了更換成壓力調整閥41、47A、47B,並設置與對第1及第2導件接觸流下式聚合裝置進行供給之配管為相同的內徑之配管以外,其餘係與前述實施例4同樣地實施而獲得顆粒狀之芳香族分支聚碳酸酯。(壓力計之設置位置係與實施例1為相同)
將製造條件及測定、評估結果呈示於表1中。
[比較例2]
除了將觸媒添加量、對攪拌槽式之第1聚合器35的反應混合物供給量、第1導件接觸流下式聚合裝置之壓力、第2導件接觸流下式聚合裝置之反應溫度與壓力,以如下述表1記載之方式變更以外,其餘係與前述實施例5同樣地實施而獲得顆粒狀之芳香族分支聚碳酸酯。
將製造條件及測定、試驗結果呈示於表1中。
本申請案係依據2021年3月25日在日本國專利廳所申請的日本專利申請案(特願2021-051384),在此摘入其內容作為參照。
[產業上之可利用性]
本發明之芳香族分支聚碳酸酯係在使用高品質的芳香族分支聚碳酸酯作為材料之領域中,具有產業上之可利用性。
31:混合槽
32,34A,34B:輸送泵
33A,33B:溶解混合物貯槽
35:第1聚合器
36:排出用齒輪泵
37:第2聚合器
38,40,43,46A,46B,49A,49B:供給泵
39:第1惰性氣體吸收裝置
41,47A,47B:壓力調整閥
42:第1導件接觸流下式聚合裝置
44:第2惰性氣體吸收裝置
45:三向聚合物閥門
48A,48B:第2導件接觸流下式聚合裝置
50A:後段的機器
50B:後段的機器
Claims (18)
- 一種芳香族分支聚碳酸酯,係滿足下述<條件(i)>至<條件(iii)>;<條件(i)>在主鏈及分支鏈上具有下述通式(1)所示之重複單元,在該主鏈及分支鏈上含有一種以上之下述通式(2)、(3)及(4)所示之分支構造,相對於下述通式(1)所示之重複單元的物質量,前述分支構造之合計物質量之比率為0.01莫耳%至0.5莫耳%以下;式(1)、(2)、(3)及(4)中,Ar表示2價芳香族基,Ar’表示3價芳香族基;<條件(ii)>含有一種以上之下述通式(5)、(6)及(7)所示之寡聚物,相對於前述芳香族分支聚碳酸酯的質量,前述寡聚物之合計質量之比率為0.6質量%以下;H-(O-Ar-O-C(=O)-)2-OAr” (5)H-(O-Ar-O-C(=O)-)2-O-Ar-OH (6)Ar”O-C(=O)-(O-Ar-O-C(=O)-)2-OAr” (7)式(5)、(6)及(7)中,Ar表示2價芳香族基,Ar”表示芳香族末端基;<條件(iii)>相對於前述寡聚物之合計物質量,前述通式(5)、(6)所示之寡聚物之合計物質量的比率為60莫耳%以下。
- 如請求項1所述之芳香族分支聚碳酸酯,其中,在前述<條件(i)>中,相對於前述通式(1)所示之重複單元的物質量,前述分支構造之合計物質量之比率為0.05莫耳%至0.4莫耳%,在前述<條件(ii)>中,相對於前述芳香族分支聚碳酸酯的質量,前述寡聚物之合計質量之比率為0.3質量%以下,在前述<條件(iii)>中,相對於前述寡聚物之合計物質量,前述通式(5)、(6)所示之寡聚物之合計物質量的比率為30莫耳%以下。
- 如請求項1或2所述之芳香族分支聚碳酸酯,其中,前述芳香族分支聚碳酸酯在溫度300℃、負載1.2kg下所測定的MI(Melt Index:熔融指數)為0.5至40g/10min。
- 一種芳香族分支聚碳酸酯之製造方法,係請求項1至3中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,該製造方法係具有下列步驟:供給步驟,其係將經吸收氮之芳香族分支聚碳酸酯的預聚物保持於15kPaA至200kPaA,供給至構成芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置的導件接觸流下式聚合裝置;蒸發步驟,其係使前述預聚物沿著其本身不具備加熱源之導件的外部表面而流下,並使低沸點物質蒸發。
- 如請求項4所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,使用導件接觸流下式聚合裝置進行前述低沸點物質之蒸發,前述導件接觸流下式聚合裝置為滿足下述<條件(1)>至<條件(9)>;<條件(1)>具有:液體接受口、用以通過多孔板而對蒸發區之導件供給液體的液體供給區、在被前述多孔板、側面殼體與底部殼體包圍之空間設有從前述多孔板朝下方延伸的複數導件之蒸發區、設於前述蒸發區之真空通氣孔口、設於底部殼體之最下部的液體排出口;<條件(2)>在前述液體供給區中,於前述液體供給區設置流徑控制構件,而該流徑控制構件係具有使從前述液體接受口供給至多孔板之液體,從多孔板之周邊部流向中央部的方向之功能;<條件(3)>在前述蒸發區的側面殼體之水平面的內部剖面積A(m2)為滿足下述式(I);0.7≦A≦300 式(I)<條件(4)>前述內部剖面積A(m2)、與在前述液體排出口之水平面的內部剖面積B(m2)之比為滿足下述式(II);20≦A/B≦1000 式(II)<條件(5)>相對於上部之側面殼體,構成前述蒸發區之底部的底部殼體在其內部,以角度C度(°)連接,前述角度C度為滿足下述式(III);110≦C≦165 式(III)<條件(6)>前述導件之長度h(cm)為滿足下述式(IV);150≦h≦5000 式(IV)<條件(7)>複數之前述導件整體的外部總表面積S(m2)為滿足下述式(V);2≦S≦50000 式(V)<條件(8)>前述多孔板每1m2之平均孔數N(個/m2)為滿足下述式(VI);50≦N≦3000 式(VI)<條件(9)>包含前述多孔板之孔的上部面積之前述多孔板的上部面積T(m2)、與前述孔之有效剖面積的合計Q(m2)之比為滿足下述式(VII);50≦T/Q≦3000 式(VII)。
- 如請求項4或5所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,前述經蒸發處理之液體為每1小時1噸以上。
- 如請求項5或6所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,前述液體供給區之內部側壁面、與前述多孔板構成的角度E度(°)為滿足下述式(VIII);100≦E<180 式(VIII)。
- 如請求項5至7中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,最接近前述蒸發區之側面殼體的內壁面之前述導件與前述內壁面之距離K(cm)為滿足下述式(IX);5≦K≦50 式(IX)。
- 如請求項5至8中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,前述蒸發區之前述側面殼體為內徑D(cm)、長度L(cm)之圓筒形,連接於前述側面殼體之下部的底部殼體為錐體形,前述錐體形之底部殼體的最下部之液體排出口為內徑d(cm)之圓筒形,前述D、L、d為滿足下述式(X)、(XI)、(XII)、及(XIII);100≦D≦1800 式(X)5≦D/d≦50 式(XI)0.5≦L/D≦30 式(XII)h-20≦L≦h+300 式(XIII)在式(XIII)中,h(cm)表示導件之長度。
- 如請求項5至9中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,在從前述液體接受口至多孔板之上表面為止的前述液體供給區中,液 體可存在之空間容積V(m3)、與包含前述多孔板之孔的上部面積之前述多孔板的上部面積T(m2)為滿足下述式(XIV);0.02(m)≦V/T≦0.5(m) 式(XIV)。
- 如請求項5至10中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,至少1個之前述導件為外徑r(cm)之圓柱狀、或在內側形成為液體及/或氣體狀物質不進入之管狀者,前述外徑r為滿足下述式(XV);0.1≦r≦1 式(XV)。
- 如請求項5至11中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,前述導件接觸流下式聚合裝置為具有複數之前述導件,前述複數之導件為以支撐材結合。
- 如請求項5至12中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,前述複數之導件為選自由下列所成的群中之任一者:各個之導件被橫方向之支撐材固定的格子狀或網狀導件;前後配置複數之格子狀或網狀之導件,且該等被橫方向之支撐材固定的立體性導件;及,複數之各個導件在前後左右之橫方向被支撐材固定的攀爬架(jungle gym)狀之立體性導件。
- 如請求項5至13中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,在前述導件接觸流下式聚合裝置中,係更連結滿足前述<條件(1)>至<條件(9)>之至少1座的導件接觸流下式聚合裝置,且前述2座以上之導件接觸流下式聚合裝置為藉由串聯、並聯、及串聯與並聯之併用的任一者連結。
- 如請求項14所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,在前述導件接觸流下式聚合裝置,更連結1座之導件接觸流下式聚合裝置,且前述 導件接觸流下式聚合裝置之導件的外部總表面積S1(m2)、及前述更經連結之導件接觸流下式聚合裝置的導件之外部總表面積S2(m2)為滿足下述式(XVI);1≦S1/S2≦20 (XVI)。
- 如請求項5至15中任一項所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,設置用以對在供給至前述導件接觸流下式聚合裝置之前的芳香族分支聚碳酸酯的熔融預聚物,使吸收惰性氣體之惰性氣體吸收裝置;使從前述惰性氣體吸收裝置在與前述導件接觸流下式聚合裝置之間的熔融預聚物之供給配管內的吸收有惰性氣體之熔融預聚物的壓力,藉由設置於前述導件接觸流下式聚合裝置之入口前的壓力調整閥,保持於15kPaA至200kPaA,使該熔融預聚物供給至導件接觸流下式聚合裝置。
- 如請求項15或16所述之芳香族分支聚碳酸酯的製造方法,其中,設置更連結於前述導件接觸流下式聚合裝置之導件接觸流下式聚合裝置,設置用以對供給至各別之導件接觸流下式聚合裝置之前的芳香族分支聚碳酸酯之熔融預聚物,吸收惰性氣體之惰性氣體吸收裝置,使從前述惰性氣體吸收裝置與前述各別之導件接觸流下式聚合裝置之間的熔融預聚物之供給配管內的吸收有惰性氣體之熔融預聚物之壓力,藉由於前述各別的導件接觸流下式聚合裝置之入口前設置壓力調整閥,並以該壓力調整閥保持於15kPaA至200kPaA並進行供給。
- 一種芳香族分支聚碳酸酯之製造裝置,係具備:導件接觸流下式聚合裝置,其係使芳香族分支聚碳酸酯之預聚物沿著其本身無加熱源之導件的外部表面而流下,並在其間使低沸點物質蒸發;惰性氣體吸收裝置,其係用以對供給至前述導件接觸流下式聚合裝置之前的芳香族分支聚碳酸酯之熔融預聚物,使吸收惰性氣體;前述導件接觸流下式聚合裝置為滿足下述<條件(1)>至<條件(9)>,且具有下列功能:使從前述惰性氣體吸收裝置在前述導件接觸流下式聚合裝置之間的熔融預聚物之供給配管內的吸收有前述惰性氣體之熔融預聚物的壓力控制於15kPaA至200kPaA;<條件(1)>具有:液體接受口、用以通過多孔板而對蒸發區之導件供給液體的液體供給區、在被前述多孔板、側面殼體與底部殼體包圍之空間設有從前述多孔板朝下方延伸的複數導件之蒸發區、設於前述蒸發區之真空通氣孔口、設於底部殼體之最下部的液體排出口;<條件(2)>在前述液體供給區中,於前述液體供給區設置流徑控制構件,而該流徑控制構件係具有將從前述液體接受口供給至多孔板之液體,從多孔板之周邊部流向中央部的方向之功能;<條件(3)>在前述蒸發區的側面殼體之水平面的內部剖面積A(m2)為滿足下述式(I);0.7≦A≦300 式(I)<條件(4)>前述內部剖面積A(m2)、與在前述液體排出口之水平面的內部剖面積B(m2)之比為滿足下述式(II);20≦A/B≦1000 式(II)<條件(5)>相對於上部之側面殼體,構成前述蒸發區之底部的底部殼體在其內部,以角度C度(°)連接,前述角度C度為滿足下述式(III);110≦C≦165 式(III)<條件(6)>前述導件之長度h(cm)為滿足下述式(IV);150≦h≦5000 式(IV)<條件(7)>複數之前述導件整體的外部總表面積S(m2)為滿足下述式(V);2≦S≦50000 式(V)<條件(8)>前述多孔板每1m2之平均孔數N(個/m2)為滿足下述式(VI);50≦N≦3000 式(VI)<條件(9)>包含前述多孔板之孔的上部面積之前述多孔板的上部面積T(m2)、與前述孔之有效剖面積的合計Q(m2)之比為滿足下述式(VII);50≦T/Q≦3000 式(VII)。
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