TWI529179B - 連續聚合裝置及製造聚合物組成物的方法 - Google Patents

連續聚合裝置及製造聚合物組成物的方法 Download PDF

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Description

連續聚合裝置及製造聚合物組成物的方法
本發明關於一種連續聚合裝置，也就是，一種用於連續進行聚合之裝置。此外，本發明亦關於一種藉由使用此種連續聚合裝置而製造聚合物組成物之方法。
諸如甲基丙烯酸酯之樹脂組成物係得自將原料聚合物、聚合引發劑等連續供應至待聚合的反應器中以進行連續聚合而製造出的聚合物組成物。作為此種連續聚合方法，已知有一種使用溶劑(或本文後亦使用之分散介質)以進行連續聚合反應之連續溶液聚合方法，以及一種不使用溶劑以進行連續聚合反應之連續整體聚合方法。
因為使用溶劑導致低生產率，連續溶液聚合方法的效率並不好。相反地，連續整體聚合反應因為不使用溶劑進行聚合，而具備能夠有效率地製造聚合物組成份的優點。然而，實際上與連續溶液聚合反應相比，連續整體聚合反應具有許多問題，諸如因為反應混合物高度黏性而難以反應管制，以及當反應器之內表面被降溫以自反應系統移除熱時，會使聚合物組成份降解，因而降低樹脂組成份之品質。於是，建議一種使用完整混合型反應器，液體完全填滿反應器以自此排除氣相部分，並於無熱來自外界或轉移至外界的絕熱條件下進行連續整體聚合反應之方法(JP07-126308A)。更進一步，為了確保此絕熱條件，控制原料單體及聚合引發劑之供應的連續整體聚合裝置被提出，如此使反應器內溫度相等於反應器外部表面所設定之溫度(JP 2006-104282 A)。
近幾年來，樹脂組成物諸如甲基丙烯酸酯聚合物之應用已被進一步擴展，適合用以獲得高品質樹脂組成物之更有效製造聚合物組成物之需求也在增加(例如具有諸如耐熱性及熱穩定性及混有較少雜質之較佳性質的樹脂組成物)。然而，已證明習知連續聚合裝置(JP 07-126308 A及JP 2006-104282 A)無法總是足夠達成此需求。
本發明之目的係提供新穎之連續聚合裝置，並提供用以製造聚合物組成物之方法，其能藉由使用此種連續聚合裝置進行且能更有效製造適合用以獲得高品質樹脂組成物之聚合物組成物。
發明人考慮使用至少兩種完全混合型反應器組合以進行連續聚合。至於連續溶液聚合方法，已知有具有兩階段反應器之裝置，諸如聚合反應的大部分在前反應器中進行，而聚合反應完成於後反應器，同時自其中移除聚合引發劑(JP 01-172401 A)；及聚合反應在前反應器中進行至某種程度時，加入溶劑至後反應器以進行聚合反應(JP 05-331212 A)。然而，在此種裝置中，自反應器系統將熱移除係藉由回流冷卻進行(反應器中之原料單體或其類似物係被蒸發以帶離反應器，且在經過冷凝後再次被帶回反應器)，此引起反應系統之局部或快速冷卻，其致使膠狀物被黏附在反應器的內表面並成長，使得產生一個問題，諸如經膠化物質被混入所得聚合物組成物中而變成雜質。發明人已認真思慮到一種新穎之連續聚合裝置，其能更有效地製造適合用於得到高品質樹脂組成物的聚合物組成物，且最後完成本發明。
本發明提供下列[1]至[7]。
[1]一種連續聚合裝置，其包含完全混合型之至少第一反應器及第二反應器，其特徵在於各反應器配置有供應埠及位於反應器頂端之流出埠；第一反應器之供應埠係連接至原料單體及聚合引發劑之供應源；以及第一反應器之流出埠係連接至第二反應器之供應埠。
[2]如上述[1]之連續聚合裝置，其中第一反應器及第二反應器係用以進行連續整體聚合反應。
[3]如上述[1]或[2]之連續聚合裝置，其中第二反應器之該供應埠或提供至第二反應器之另一供應埠係連接至額外的聚合引發劑之供應源。
[4]如上述[1]至[3]中任一項之連續聚合裝置，其中第一反應器之內體積係與第二反應器之內體積不同。
[5]如上述[1]至[4]中任一項之連續聚合裝置，其中第一反應器之流出埠係藉由配置有溫度調節裝置之連接線路而連接至第二反應器之供應埠。
[6]如上述[5]之連續聚合裝置，其中第一反應器係配置有用以偵測第一反應器溫度之溫度偵測裝置；以及控制連接線路之溫度調節裝置，使得連接線路之溫度係為與由溫度偵測裝置偵測之第一反應器之溫度實質上相同之溫度。
[7]一種藉由使用如上述[1]至[6]中任一項之連續聚合裝置而製造聚合物組成物之方法，其包含：第一聚合步驟，在絕熱條件下於第一反應器中，使原料單體及聚合引發劑由待進行連續聚合之原料單體及聚合引發劑的供應源通過第一反應器之供應埠而供應至該第一反應器，並獲得來自第一反應器之流出埠之所得的中間物組成物；以及第二聚合步驟，在絕熱條件下於第二反應器中，通過第二反應器之供應埠而將待進一步進行聚合之中間物組成物供應至第二反應器，並由第二反應器之流出埠獲得所得的聚合物組成物。
根據本發明，提供了一種新穎之連續聚合裝置。再者，根據本發明，亦提供了一種用於製造聚合物組成物的方法，此方法能藉由使用此種連續聚合裝置進行，並更有效地製造適合用以獲得高品質樹脂組成物之聚合物組成物。
本發明之連續聚合裝置包含至少兩個反應器，且諸如任何連續整體聚合反應及連續溶液聚合反應之連續聚合反應係在各反應器中進行。當連續整體聚合反應在所有反應器中進行時，本發明之連續聚合裝置被理解作為連續整體聚合裝置，且當連續溶液聚合反應在所有反應器中進行時，本發明之連續聚合裝置被理解為連續溶液聚合裝置。然而，本發明之連續聚合裝置不被限制於這些裝置，但可為其中連續整體聚合反應係在一反應器中進行(例如至少一個前反應器)，而連續溶液聚合反應係在另一反應器中進行(例如至少一個後反應器)之裝置。
以下將參考圖1並詳細描述本發明之一具體實施例。
在本具體實施例之連續聚合裝置包含至少第一反應器10和第二反應器20。在本具體實施例之這些反應器10和20皆為完全混合型的反應器，且用以進行連續整體聚合反應。
更明確地，第一反應器10配置有供應埠11a及流出埠11b，且較佳進一步配置有夾套13作為溫度調節裝置以調節反應器外部表面的溫度，及配置有混合器14以混合其中的內容物。同樣地，第二反應器20配置有供應埠21a及流出埠21b，且較佳進一步配置有圍繞反應器外部表面之夾套23作為溫度調節裝置以調節反應器外部表面的溫度，及配置有混合器24以混合其中的內容物。流出埠11b和21b係位於各反應器的頂端。另一方面來說，雖然本具體實施例沒有限定，供應埠11a和21a一般可位於各反應器下部之適當的位置。這些反應器10及20之各者可配置有溫度感測器T作為溫度偵測裝置以偵測反應器中之溫度。
第一反應器10及第二反應器20可具有與彼此相同或不同之內體積。使第一反應器之內體積與第二反應器之內體積彼此不同，可以有效地區別第一反應器10與第二反應器20之平均滯留時間。
混合器14和24為在反應器中實際上達到完全混合狀態的組件。這些混合器可具有任何適當的混合刀片，例如可具有MIG葉輪刀片、MAXBLEND葉輪刀片(註冊商標，Sumitomo Heavy Industries,Ltd.製造)、槳式葉輪、雙螺帶葉輪、FULLZONE葉輪(註冊商標，Kobelco Eco-Solutions Co.,Ltd.製造)等。為了增加反應器中之混合效果，較佳設置隔板於反應器。然而，本具體實施例不限於此，但只要可在反應器中實際達到完全混合狀態，其可具有任何適當的結構代替混合器14和24。
一般來說，當反應器10和20具有較高混合效率是比較好的。然而，考慮到避免反應器因混合操作被添加不必要的熱，混合的功率較佳不要超過所需。不特別限制混合的功率，但較佳0.5至20kW/m3，且更佳1至15 W/m3。當反應系統之黏度變得較高(或反應系統中之聚合物的含量比變得較高)，較佳將混合的功率設在較高的層級。
如圖所示，第一反應器10之供應埠11a係經由原料單體供應線路9且分別經由幫浦5及7連接至原料單體槽(原料單體的供應源)1及聚合引發劑槽(聚合引發劑之供應源，及若需要，原料單體的供應源)3。在本具體實施例，原料單體和聚合引發劑的供應源為原料單體槽1和聚合引發劑槽3，但是只要原料單體和聚合引發劑可被適當地供應至第一反應器10，原料單體和聚合引發劑的供應源數目、原料單體和聚合引發劑的供應源之形式(在混合物的例子中，例如其組成物)等不被特別限制。雖然不需要針對本具體實施例，但其他供應埠11c可設置於第一反應器10且此供應埠11c可經由如圖1中虛線所示之幫浦7連接至聚合引發劑槽3。第一反應器10之流出埠11b經由連接線路15連接至第二反應器20之供應埠21a。第二反應器20之流出埠21b係被連接至流出線路25。因此，第一反應器10和第二反應器20為串聯。較佳在第一反應器10之流出埠11b及第二反應器20之供應埠21a間之連接線路15上沒有幫浦。
對於本具體實施例不是必要，但可經由幫浦19將第二反應器20連接至聚合引發劑槽(額外的聚合引發劑之供應源，及若需要，原料單體的供應源)17。在此具體實施例中，額外的聚合引發劑之供應源為聚合引發劑槽17，但是只要額外的聚合引發劑可被適當地供應至第二反應器20，額外的聚合引發劑之供應源數量、聚合引發劑之形式(在混合物的例子中，例如其組成物)等不被特別限制。在聚合引發劑槽17及幫浦19存在的例子中，第二反應器20之供應埠21a可經由幫浦19並通過圖1中實線所顯示的連接線路15連接至聚合引發劑槽17，或第二反應器20可設置其他供應埠21c，使得此供應埠21c經由幫浦19被連接至聚合引發劑槽17，例如，如圖1中虛線所顯示。
幫浦5和7及幫浦19(若存在的話)不被特別限制，但較佳地幫浦能設定來自原料單體槽1和聚合引發劑槽3，以及來自聚合引發劑槽17(若存在的話)之流速成為固定值。更特別的是，較佳為多個往復式幫浦，且更佳為無脈衝計量幫浦，諸如一對無脈衝計量幫浦及三個無脈衝計量幫浦。藉由這些幫浦可以控制原料單體及聚合引發劑至第一反應器10之供應量(或供應流速，下文亦同)，且若需要，可控制聚合引發劑(或原料單體及聚合引發劑)至第二反應器20之額外供應量。
再者，對本具體實施例不是必要，但用以連接第一反應器10之流出埠11b至第二反應器20之供應埠21a之連接線路15較佳配置有夾套或其類似物(圖未示)環繞於連接線路15之外部表面，作為溫度調節裝置以控制連接線路15之溫度。因此，可控制連接線路15之溫度(更明確來說，連接線路之外部表面溫度，且從而控制連接線路中的溫度)，此取決於第一反應器10及/或第二反應器20等之溫度。在如此具體實施例之第一反應器10配置有溫度感應器T作為溫度偵測裝置以偵測第一反應器10中之溫度的情況，可控制連接線路15之夾套(溫度調節裝置)，使得連接線路15之溫度係與由溫度感測器T偵測到之第一反應器10中的溫度實際相同之溫度。
參考圖1之上述各個組件較佳係適當地連接至控制單元(圖未示)以使控制單元控制其操作。因此，為了使由各夾套(溫度調節裝置)13及23設定的反應器之外部表面溫度對應於由各第一反應器10和第二反應器20中的溫度感測器(溫度偵測裝置) T所偵測到的反應器內溫度，可藉由操作幫浦5和7調整原料單體和聚合引發劑至第一反應器10的供應量或藉由設定夾套13和23以調整反應器之外部表面溫度來控制裝置；且在聚合引發劑槽17和幫浦19存在的例子中，可藉由操作幫浦19調整聚合引發劑(或原料單體與聚合引發劑)至第二反應器20的額外供應量來控制裝置。進一步，為了使連接線路15的溫度實際上等於由溫度感測器(溫度偵測裝置)T所偵測到的第一反應器10內溫度，可藉由設定圍繞連接線路15之夾套(溫度調節裝置，圖未示)以調整連接線路15之外部表面溫度來控制裝置。較佳在連接線路15中之溫度量際上由用以偵測連接線路15的溫度偵測裝置測量。然而，在某些例子中，根據第一反應器10中之聚合反應情況，因一些原因諸如耗盡所供應的聚合引發劑，自流出埠11b取出的中間組成物(後述)不使聚合反應在連接線路15中進行，也就是在連接線路15不會產生聚合反應之熱。在此種例子中，環繞連接線路15之夾套的溫度被設定在實際與第一反應器10之溫度相同的溫度，使得連接線路15的溫度可變成實際與第一反應器10之溫度相同的溫度，且因而可以認為連接線路15中的溫度與環繞連接線路15之夾套的溫度實際上相同。
夾套13和23分別環繞將近全部的反應器10和20，如此藉由自熱介質供應路徑(圖未示)引入蒸汽、熱水、有機熱介質或其類似物而對各加熱器10和20適當地加熱或保留其熱。夾套13和23的溫度能以被引入之熱介質的溫度或壓力適當地調節。被引進夾套13和23之熱介質自熱介質排出路徑(圖未示)移除。夾套13和23之溫度及/或壓力係由感測器偵測，感測器例如為位於熱介質排出路徑之溫度感測器(圖未示)。不特別限制諸如溫度感測器之感測器的位置點，但其可被置於例如在熱介質供應路徑，或在夾套13和23中。當連接線路15配置有夾套時，連接線路15之夾套可具有與這些夾套13和23類似的結構。
對於反應器10和20中之聚合反應，顧慮得到穩定品質的聚合物，需要在各反應器10和20中在大致固定的溫度下進行。因此，上述溫度調節裝置(夾套13和23)係控制在已預先設定的固定溫度，使得反應器10和20內的溫度可相對維持於大致固定的溫度。
上述溫度調節裝置(夾套13和23)之設定溫度被傳送至供應流速控制裝置(其於下文描述)以用作決定是否需要用單體供應裝置(幫浦5)及/或引發劑供應裝置(幫浦7，且若需要，幫浦19)控制供應流速的資料。上述溫度調節裝置(夾套13和23)之設定溫度可由控制上述熱介質之溫度或壓力來調節。
作為供應流速控制裝置，其實例為一種配置有CPU、ROM、RAM等之控制單元(圖未示)。
控制單元的ROM係用以儲存控制幫浦5及7(及若存在，幫浦19)等之程式的裝置。控制單元的RAM係用以暫時儲存由溫度感測器T所偵測的反應器10及20內之溫度數據、夾套13和23之設定溫度數據、及連接線路15之夾套(若存在的話)設定溫度數據等以執行上述程式。
控制單元之CPU執行儲存在ROM的程式，以儲存在上述RAM之數據為基礎，諸如反應器10和20中之溫度數據及夾套13和23之設定溫度數據，使得原料單體及/或聚合引發劑至反應器10和20之供應流速藉由單體供應裝置(幫浦5)及/或引發劑供應裝置(幫浦7，若存在的話，還有幫浦19)控制。在連接線路15配置有夾套作為溫度調節裝置的例子中，控制單元的CPU執行儲存在ROM的程式(其可為上述程式或上述程式之外的程式的一部分)，以儲存在上述RAM之數據為基礎，諸如反應器10和20中之溫度數據及連接線路15之夾套(圖未示)之設定溫度數據，使得連接線路15之夾套設定溫度可被控制。
由供應流速控制裝置(控制單元)控制的實例將於下描述。
當由溫度感測器T偵測的反應器10中之溫度超過作為溫度調節裝置之夾套13的設定溫度時，CPU執行ROM中之程式以控制例如幫浦7，以降低聚合引發劑至反應器10之供應流速。在聚合引發劑槽17及幫浦19存在的例子中，在幫浦19供應聚合引發劑至反應器20以進行聚合反應期間，當由溫度感測器T偵測的反應器20中之溫度超過作為溫度調節裝置之夾套23的設定溫度時，CPU執行ROM中之程式以控制例如幫浦19，以降低聚合引發劑至反應器20之供應流速。藉由進行此種控制，可降低反應器10及/或20產生的聚合熱，且因此降低反應器10及/或20中之溫度。
另一方面，當反應器10中之溫度低於夾套13的設定溫度時，CPU執行ROM中之程式以控制例如幫浦7，以增加聚合引發劑至反應器10之供應流速。在聚合引發劑槽17及幫浦19存在的例子中，在幫浦19供應聚合引發劑至反應器20以進行聚合反應期間，當反應器20中之溫度低於夾套23的設定溫度時，CPU執行ROM中之程式以控制例如幫浦19，以增加聚合引發劑至反應器20之供應流速。藉由進行此種控制，可增加反應器10及/或20產生的聚合熱，且因此提升反應器10及/或20中之溫度。
例如，當經由控制幫浦7及(若幫浦19存在)幫浦19而控制反應器10及20中的聚合反應造成供應至反應器10及20之總供應流速大幅降低，較佳不只應控制幫浦7及(若幫浦19存在)幫浦19以降低聚合引發劑的流速，還應控制幫浦5以同時增加原料單體的流速。
此外，作為另一控制實例，下列控制方法是重要的。也就是，當由溫度感測器T偵測的反應器10之溫度超過作為溫度調節裝置之夾套13的設定溫度時，控制幫浦5用以增加原料單體的流速，使得聚合引發劑進入反應器10的相對流速降低。藉由進行此種控制，亦可降低反應器10中的溫度。
原料單體的供應流速和聚合引發劑的流速之比可根據產生之聚合物種類、使用之聚合引發劑的種類等來適當的設定。
並且，原料單體之供應流速及/或聚合引發劑之供應流速中增加或降低的程度可根據產生之聚合物種類、使用之聚合引發劑的種類等來適當的設定。然而，不僅是聚合引發劑由引發劑供應裝置供應至反應器10和20，也有包含聚合引發劑之原料單體由引發劑供應裝置供應至反應器10和20的例子中，必須考慮包含聚合引發劑之原料單體中聚合引發劑之含量比例來控制聚合引發劑之供應流速。
再者，作為如又另一控制實例，下列是連接線路15配置有夾套作為溫度調節裝置之控制方法。也就是，當由溫度感測器T偵測的反應器10之溫度與連接線路15中之溫度(合宜地為連接線路15之夾套的設定溫度)差異的程度超過例如±5℃時，調整連接線路15之夾套的設定溫度，使得連接線路15中的溫度(合宜地為連接線路15之夾套的設定溫度)變成和反應器10之溫度實際上相同的溫度。
此外，對於此具體實施例不是必要，但可在流出線路25下游設置預熱器31及排氣式擠製機33。可有一個壓力調整閥(圖未示)設置在預熱器31及排氣式擠製機33之間。去揮發後之擠出物體係自排出線路35排出。
只要能加熱黏質液體，可使用任何適合的加熱器作為預熱器31。可使用單一或多個螺旋排氣式擠製機作為排氣式擠製機33。
此外，可具有用以儲存原料單體之回收槽37，原料單體與揮發組份(主要包含未反應原料)分離並自揮發組分回收，揮發組份以排氣式擠製機33分離。
接著，將描述藉由使用此種裝置進行用以製造聚合物組成物的方法。在本具體實施例中，進行甲基丙烯酸酯單體之連續聚合反應的例子，換句話說，雖然不欲將本發明限制於此，仍將描述製造甲基丙烯酸酯聚合物的例子作為實例。
‧製備
起先，準備原料單體、聚合引發劑等。
在本具體實施例中使用甲基丙烯酸酯單體作為原料單體。
甲基丙烯酸酯單體的實例為
-　單獨甲基丙烯酸烷酯(其中烷基基團具有1至4個碳)或
-　不少於80重量%之甲基丙烯酸烷酯(其中烷基基團具有1至4個碳)及不多於20重量%可與之共聚合的其他乙烯單體之混合物。
甲基丙烯酸烷酯(其中烷基基團具有1至4個碳)之實例包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸異丁酯等。其中，較佳為甲基丙烯酸甲酯。上述甲基丙烯酸烷酯之實例可被單獨使用或以至少兩者之組合使用。
可共聚合之乙烯單體實例包括甲基丙烯酸酯，諸如甲基丙烯酸苄酯及甲基丙烯酸2-乙基己酯(除了上述甲基丙烯酸烷酯(其中烷基基團具有1至4個碳)以外)；丙烯酸酯諸如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯及丙烯酸2-乙基己酯；未飽和羧酸或其酸酐諸如丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、伊康酸、馬來酸酐及伊康酸酐；含羥基基團之單體，諸如丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸單甘油酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、及甲基丙烯酸單甘油酯；含氮單體，諸如丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、雙丙酮丙烯醯胺及甲基丙烯酸二甲胺乙酯；含環氧基團單體，諸如烯丙基縮水甘油醚、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯；以苯乙烯為基礎的單體，諸如苯乙烯及α-甲基苯乙烯。
在本具體實施例中，例如使用自由基引發劑作為聚合引發劑。
自由基引發劑之實例包括偶氮化合物，諸如偶氮雙異丁腈、偶氮雙二甲基異戊腈、偶氮雙環己腈、1,1’-偶氮雙(1-乙醯氧基-1-苯基乙烷)、2,2’-偶氮雙異丁酸二甲酯及4,4’-偶氮雙-4-氰基戊酸；有機過氧化物，諸如過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯基、過氧化乙醯基、過氧化辛醯基、過氧化2,4-二氯苯甲醯、過氧化異丁基、過氧化乙醯基環己磺醯基、過氧化異丁酸第三丁酯、過氧化新癸酸第三丁酯、過氧新庚酸第三丁酯、過氧-2-乙基己酸第三丁酯、1,1-二(第三丁過氧基)環己烷、1,1-二(第三丁過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷、1,1-二(第三己過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷、過氧二碳酸異丙酯、過氧二碳酸異丁酯、過氧二碳酸第二丁酯、過氧二碳酸正丁酯、過氧二碳酸2-乙基己酯、過氧二碳酸雙(4-第三丁基環己基)酯、過氧-2-乙基己酸第三戊酯、過氧乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、過氧-2-乙基己酸1,1,2-三甲基丙酯、過氧異丙基單碳酸第三丁酯、過氧異丙基單碳酸第三戊酯、過氧-2-乙基己基碳酸第三丁酯、過氧烯丙基碳酸第三丁酯、過氧異丙基碳酸第三丁酯、過氧異丙基單碳酸1,1,3,3-四甲基丁酯、過氧異丙基單碳酸1,1,2-三甲基丙酯、過氧異壬酸1,1,3,3-四甲基丁酯、過氧異壬酸1,1,2-三甲基丙酯、及過氧苯甲酸第三丁酯。
這些聚合引發劑可被單獨使用或至少組合兩個來使用。
聚合引發劑的選擇係根據產生的聚合物種類及使用的原料單體。例如，當本發明不特別限制的同時，這些在聚合反應溫度具有半衰期不超過一分鐘之自由基聚合引發劑是較佳的。當在聚合反應溫度之半衰期至多為一分鐘時，反應速率是合適的，因此引發劑適合用於連續聚合裝置中之聚合反應。
聚合引發劑(自由基引發劑)的供應量不特別被限制，但一般相對於原料單體(最終供應至反應器10之原料單體)為0.001至1重量%。在除了聚合引發劑槽3及幫浦7之外還存在聚合引發劑槽17和幫浦19的例子中，聚合引發劑可被分開供應至第一反應器10及第二反應器20。當聚合引發劑槽17由幫浦19供應原料單體和聚合引發劑之混合物至第二反應器20時，相對於最後供應至反應器10的原料單體及額外供應至反應器20的原料單體之總量來說，供應至反應器10及反應器20之聚合引發劑的總供應量係於上述範圍內。
除了上述之原料單體及聚合引發劑，可使用任何適合的其他組份，例如鏈轉移劑、橡膠聚合物諸如丁二烯及苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)等。鏈轉移劑係用以調整所產生之聚合物的分子量。
關於鏈轉移劑，可使用單官能或多官能鏈轉移劑。更明確地，其實例包括烷基硫醇，諸如正丙硫醇、異丙硫醇、正丁硫醇、第三丁硫醇、正己硫醇、正辛硫醇、2-乙基己基硫醇、正十二硫醇及三級十二硫醇；芳香族硫醇，諸如苯基硫醇及甲苯硫醇；具有18或較少碳之硫醇，諸如乙二硫醇；多元醇，諸如乙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇及山梨醇；羥基基團經硫乙醇酸或3-巰基丙酸酯化者、1,4-二氫化萘、1,4,5,8-四氫化萘、β-萜品烯、商品油烯、1,4-環己二烯、硫化氫等。這些可被單獨使用或至少組合兩種使用。
因鏈轉移劑之供應量取決於所用之鏈轉移劑種類而不同，因此不特別限制鏈轉移劑之供應量。例如，在使用硫醇的例子中，相對於原料單體(最終供應至反應器10的原料單體)較佳為0.01至3重量%，且更佳為0.05至1重量%。
在原料單體槽1中，上述之原料單體(一種或二或多種之混合物)係適當地製備(與其他組份一起，諸如可以為鏈轉移劑)。在聚合引發劑槽3中，若必須的話，上述之聚合引發劑適當的以原料單體製備(與其他組份一起，諸如可以為鏈轉移劑)。聚合引發劑槽3可單獨儲存聚合引發劑，或以原料單體及聚合引發劑之混合物(可進一步包含其他組份，諸如可以為鏈轉移劑)的形式儲存。在使用聚合引發劑槽17的例子中，在聚合引發劑槽17中，若必須的話，上述之聚合引發劑適當的以原料單體製備(與其他組份一起，諸如可以為鏈轉移劑)。聚合引發劑槽17可單獨儲存聚合引發劑，或以原料單體及聚合引發劑之混合物(可進一步包含其他組份，諸如可以為鏈轉移劑)的形式儲存。然而，在聚合引發劑槽17經由幫浦19連結至供應埠21c的例子中，因聚合引發劑僅供應至反應器20，因此有單獨儲存聚合引發劑會引起於反應器20中局部進行聚合反應的疑慮。相反地，因聚合引發劑與部分的原料單體預先混合，以原料單體及聚合引發劑之混合物的形式儲存能解決此種疑慮。
‧第一聚合步驟
原料單體及聚合引發劑係自原料單體槽1及聚合引發劑槽3做為原料單體及聚合引發劑之供應源通過供應埠11a而被供應至第一反應器10。更明確地，原料單體係自原料單體槽1藉由幫浦5供應，且聚合引發劑(較佳地，原料單體及聚合引發劑之混合物，其在此亦簡單的視作聚合引發劑)係自聚合引發劑槽3藉由幫浦7供應，且此二者通過原料供應線路9混合在一起經由供應埠11a進入第一反應器10。並且，聚合引發劑可自聚合引發劑槽3藉由幫浦7通過圖1中由虛線所顯示之供應埠11c而被供應至第一反應器10。
為了供應聚合引發劑至第一反應器10，當原料單體及聚合引發劑之混合物在聚合引發劑槽3中製備並供應時，較佳調整A：B的比例於範圍為80：20至98：2，其中A代表原料單體自原料單體槽1之供應流速(kg/h)，且B代表原料單體及聚合引發劑之混合物(其聚合引發劑之含量比為0.002至10重量%)自聚合引發劑槽3之供應流速(kg/h)。
不特別限定供應至第一反應器10之原料單體及聚合引發劑的溫度。然而，藉由失去反應器中之熱平衡以改變聚合溫度是其中一個因素，並且因此較佳在供應至反應器10前藉由加熱器/冷卻器(圖未示)適當地調整溫度。
上述之供應至第一反應器10之原料單體及聚合引發劑在本具體實施例中，在第一反應器10之絕熱條件下經過連續聚合反應、連續整體聚合反應(換句話說，沒有溶劑之聚合反應)。第一聚合步驟僅需部分進行聚合反應，且自第一反應器10之流出埠11b取出中間組成物。
在第一聚合步驟中，連續聚合反應可在反應器充滿混合物的情況下進行，同時實質上沒有汽相存在(下述稱作完全填充狀態)。特別適合於連續整體聚合反應。完全填充狀態可事先避免一些問題，諸如膠狀物黏住並長在反應器之內部表面，以及膠狀物與反應混合物混合而降低了最後得到之聚合物組成物的品質。再者，完全填充狀態使所有反應器之內部體積皆用作反應空間，且因此可獲得高生產率。
因第一反應器10之流出埠11b位於反應器之頂端，完全填充狀態可簡單地藉由進行連續供應至第一反應器10及連續自第一反應器10取出而實現。
此外在第一聚合步驟中，連續聚合反應係在絕熱條件下進行。特別適合於連續整體聚合反應。絕熱條件可預先避免一些問題，諸如膠狀物黏住並長在反應器之內部表面，以及膠狀物與反應混合物混合而降低了最後得到之聚合物組成物的品質。再者，絕熱條件使聚合反應能變得穩定，且可引起抑制熱失控之自我調節特性。
可藉由使第一反應器10之內部溫度及其外部表面溫度彼此大致相等以實現絕熱條件。更明確地，可以使用上述控制單元(圖未示)藉由以操作幫浦5和7來調整原料單體及聚合引發劑至第一反應器10的供應量來實現絕熱條件，使得由夾套(溫度調節裝置) 13設定之第一反應器10的外部表面溫度及由溫度感測器(溫度偵測裝置)T所偵測的第一反應器10內溫度彼此相當。較不建議將反應器之外部表面的溫度設定高出反應器中之溫度許多，因為會增加進入反應器中之多餘的熱量。反應器中及反應器外部表面之溫度間的差距越小越好。更明確地，較佳調整溫度差距於±5℃的範圍內。
第一反應器10中產生的熱諸如聚合熱及混合熱通常利用將中間組成物自第一反應器10帶走而帶走熱。熱藉由中間組成物被帶走的量係由中間組成物之流速及比熱以及聚合反應的溫度而決定。
第一聚合步驟中之連續聚合反應的溫度係理解為第一反應器10中之溫度(由溫度感測器T偵測)。根據各種條件改變溫度直到溫度到達穩定狀態，且不特別限制，但例如為約100至180℃。
第一聚合步驟中之連續聚合反應的壓力係理解為第一反應器10中之壓力。此壓力不小於原料單體於反應器中在避免原料單體在反應器中產生氣體之溫度下的蒸汽壓，且通常表壓為約1.0至2.0MPa。
經過第一聚合步驟之連續聚合反應的時間係理解為第一反應器10之平均滯留時間。平均滯留時間可根據中間組成物等之聚合物的生產率來設定，且不特別限制，但例如為自15分鐘至6小時。平均滯留時間可藉由使用幫浦5和7調整以改變原料單體或其類似物至第一反應器10之供應量(供應流速)。然而，因平均滯留時間大部分取決於第一反應器10的內體積，第一反應器10之內體積及第二反應器20之內體積如何設計係如下文描述般的重要。
如上所述，中間組成物係自第一反應器10之流出埠11b取出。所獲得之中間組成物包含所產生的聚合物及未反應的原料單體，且可另外包含未反應的聚合引發劑、聚合引發劑之分解物質等。
雖然本具體實施例不侷限於此，中間組成物之聚合反應速率為例如5至80重量%。中間組成物中之聚合反應速率通常對應於中間組成物中聚合物的含量比例。
‧第二聚合步驟
第二聚合步驟係連續且接著第一聚合步驟進行。
如上述獲得之中間組成物自第一反應器之流出埠11b取出後，其通過連接線路15自供應埠21a供應至第二反應器20。接著，中間組成物係在絕熱條件下於第二反應器20中進一步經歷本具體實施例之連續聚合反應、連續整體聚合反應。第二聚合步驟係使聚合反應進行到所需的聚合反應速率，且聚合物組成物(或聚合漿)係自第二反應器20之流出埠21b取出。
在下文中主要將敘述第二聚合步驟對應於第一聚合步驟之不同點，除非另有解釋，否則應用與對於第一聚合步驟之解釋相同的解釋。
雖然在本具體實施例中不是必要，但若需要時可使用聚合引發劑槽17和幫浦19。在使用聚合引發劑槽17和幫浦19的例子中，額外的(或新鮮的)聚合引發劑(較佳地，原料單體和聚合引發劑的混合物)係自聚合引發劑槽17由幫浦19通過連接線路15以供應埠21a或另一供應埠21c供應至第二反應器20，因此加入中間組成物和額外聚合引發劑。不特別限制自聚合引發劑槽17供應至第二反應器20之聚合引發劑的溫度。然而，藉由失去反應器中之熱平衡以改變聚合溫度是其中一個因素，並且因此較佳在供應至反應器20前藉由加熱器/冷卻器(圖未示)適當地調整溫度。
再者，對於本具體實施例來說不是必要，但在連接線路15設置有夾套作為溫度調節裝置的情況，較佳調整連接線路15之夾套的設定溫度，使得連接線路15之溫度及第一反應器10之溫度實際上相互對應。因此，可調節中間組成物至第二反應器20的供應溫度，且在第二聚合步驟中之連續聚合反應可藉由不斷地維持供應溫度而更穩定的進行。較佳調整連接線路15中的溫度使與第一聚合步驟之聚合溫度相等，且因此連接線路15中的中間組成物之黏度和壓力的改變可以降低，以及中間組成物供應至第二反應器20可更穩定地進行。
對於供應聚合引發劑至第二反應器20，當原料單體及聚合引發劑之混合物在聚合引發劑槽3和17中製備及自其供應時，較佳調整比例A：(B1+B2)在80：20至98：2的範圍內，以及比例B1：B2在10：90至90：10的範圍內，其中A代表來自原料單體槽1之原料單體的供應流速(kg/h)，B1代表來自聚合引發劑槽3之原料單體和聚合引發劑的混合物(其中聚合引發劑之含量比例為0.002至10重量%)的供應流速(kg/h)，且B2代表來自聚合引發劑槽17之原料單體和聚合引發劑的混合物(其中聚合引發劑之含量比例為0.002至10重量%)的供應流速(kg/h)。
並且在第二聚合步驟中，連續聚合反應可在完全填充狀態下進行。特別適合連續整體聚合反應。完全填充狀態可事先避免一些問題，諸如膠狀物黏住並長在反應器之內部表面，以及膠狀物與反應混合物混合而降低了最後得到之聚合物組成物的品質。再者，完全填充狀態使所有反應器之內部體積皆用作反應空間，且因此可獲得高生產率。
因第二反應器20之流出埠21b位於反應器之頂端，完全填充狀態可簡單地藉由進行連續供應至第二反應器20及連續自第二反應器20取出而實現。
此外在第二聚合步驟中，連續聚合反應係在絕熱條件下進行。特別適合於連續整體聚合反應。絕熱條件可預先避免一些問題，諸如膠狀物黏住並長在反應器之內部表面，以及膠狀物與反應混合物混合而降低了最後得到之聚合物組成物的品質。再者，絕熱條件使聚合反應能變得穩定，且可引起抑制熱失控之自我調節特性。
可藉由使第二反應器20之內部溫度及其外部表面溫度彼此大致相等以實現絕熱條件。更明確地，可以使用上述控制單元(圖未示)藉由以操作幫浦5和7及19(若存在幫浦19的話)來調整原料單體及聚合引發劑至第二反應器20的供應量來實現絕熱條件，使得由設定夾套(溫度調節裝置)23設定之第二反應器20之外部表面溫度及由溫度感測器(溫度偵測裝置)T所偵測的第二反應器20內溫度彼此相當。較不建議將反應器之外部表面的溫度設定高出反應器中之溫度許多，因為會增加進入反應器中之多餘的熱量。反應器中及反應器外部表面之溫度間的差距越小越好。更明確地，較佳調整溫度差距於±5℃的範圍內。
第二反應器20中所產生的熱諸如聚合熱及混合熱通常利用將聚合物組成物自第二反應器20帶走而帶走熱。熱藉由聚合物組成物被帶走的量係由聚合物組成物之流速及比熱以及聚合反應的溫度而決定。
第二聚合步驟中之連續聚合反應的溫度係理解為第二反應器20中之溫度。溫度為例如約100至200℃。第二聚合步驟中之溫度可等於第一聚合步驟中之溫度，但較佳高於第一聚合步驟中之溫度。
第二聚合步驟中之連續聚合反應的壓力係理解為第二反應器20中之壓力。此壓力通常為表壓約1.0至2.0MPa，且可等於第一聚合步驟中之壓力。
經過第二聚合步驟之連續聚合反應的時間係理解為第二反應器20之平均滯留時間。平均滯留時間可根據聚合物組成物等之聚合物的生產率來設定，且不特別限制，但例如為自15分鐘至6小時。第二聚合步驟之平均滯留時間可等於第一聚合步驟之平均滯留時間，但較佳與第一聚合步驟之平均滯留時間不同。藉由使用幫浦5和7及19(若存在幫浦19的話)調整第二聚合步驟之平均滯留時間以改變原料單體或其類似物至第二反應器20之供應量(供應流速)。然而，因平均滯留時間大部分取決於第二反應器20的內體積，第一反應器10之內體積及第二反應器20之內體積如何設計係如下文描述般的重要。
如上所述，聚合物組成物係自第二反應器20之流出埠21b取出。所獲得之聚合物組成物包含所產生的聚合物，且可進一步包含未反應的原料單體、未反應的聚合引發劑、聚合引發劑之分解物質等。
雖然本具體實施例不侷限於此，聚合物組成物之聚合反應速率為例如30至90重量%。聚合物組成物中之聚合反應速率通常對應於聚合物組成物中聚合物的含量比例。聚合反應速率越高，聚合物的生產率越高，且自中間組成物至聚合物組成物的組成物黏度越高，造成混合所需之功率越大。聚合反應速率越低，聚合物的生產率越低，造成用以回收未反應原料單體之負擔越大。因此，較佳設定適當的聚合反應速率作為目標或指標。
一般來說，觀察到下列趨勢：聚合反應溫度越高，所獲得之聚合物的間規性越低，最終獲得的樹脂組成物之耐熱性越低。因此，考慮到獲得具有較高耐熱性之樹脂組成物，更佳在較低溫度進行聚合反應。然而，若僅在較低溫度使用習知連續聚合裝置(JP 07-126308 A及JP 2006-104282 A)於一步驟中進行連續聚合反應，需要長時間來獲得所需之聚合反應比，且因此需要大反應器以及大空間來實現長的平均滯留時間，因而不夠有效率。再者，當不需要長的平均滯留時間時，會產生更大量的寡聚合物諸如二聚物及三聚物，造成由聚合物組成物獲得之樹脂組成物之耐熱性降低的疑慮。
此外，聚合引發劑的量可根據其他條件來決定，諸如聚合反應溫度及平均滯留時間。當聚合引發劑的量變多時，更大量之不穩定的聚合起始端基(聚合物端基)會留在聚合物組成物中，使得最後得到的樹脂組成物的熱穩定性有降低的趨勢。
相反的，如本具體實施例中藉由於兩步驟中進行連續聚合反應，聚合反應條件更明確地如溫度、時間(平均滯留時間)、聚合引發劑的量(聚合引發劑對原料單體的比例)等可被設定分別用於第一聚合步驟及第二聚合步驟。
例如，可能在本具體實施例中在相對低的溫度下進行第一聚合步驟中之連續聚合反應，並接著在相對高溫下進一步進行第二聚合步驟中的連續聚合反應。更明確地說，加至第二反應器之額外聚合引發劑可實現比第一聚合步驟之連續聚合反應之溫度更高之第二聚合步驟之連續聚合反應之溫度。因此，本具體實施例與在低溫於一步驟中進行連續聚合反應之例子相比，能有效率地在較小的空間進行，且所得到的聚合物組成物與在高溫於一步驟中進行連續聚合反應之例子相比，更適合用來獲得高耐熱性的樹脂組成物。
再者，例如在本具體實施例中能區分經歷第一聚合步驟中連續聚合反應之時間與經歷第二聚合步驟中連續聚合反應之時間。更明確地，設計之第一反應器的內體積及第二反應器的內體積彼此不同而能區分第一反應器的平均滯留時間與第二反應器的平均滯留時間。假設加至第二反應器之額外聚合引發劑與原料單體亦可區分第一反應器的平均滯留時間與第二反應器的平均滯留時間。當第一反應器中之平均滯留時間長於第二反應器中之平均滯留時間時，聚合引發劑可以較少的量被供應至第一反應器，以獲得適合用以得到高耐熱性之樹脂組成物之聚合物組成物。反之，當第二反應器之平均滯留時間長於第一反應器中之平均滯留時間時，聚合引發劑可以較少的量被供應至第二反應器，以獲得適合用以得到高耐熱性之樹脂組成物之聚合物組成物。
聚合反應條件如何分別針對第一聚合步驟及第二聚合步驟設定可以根據所產生的聚合物、所用的原料單體及聚合引發劑、所需的抗熱性、熱穩定性及生產率等而有所不同。
‧去揮發步驟
如上所述，自第二反應器20之流出埠21b所取出的聚合物組成物(聚合漿)除了所產生的聚合物外，還可包含未反應的原料單體及聚合引發劑等。雖然本具體實施例不被限制於此，此種聚合物組成物較佳經歷例如去揮發作用以分離及回收原料單體。
更明確地說，聚合組成物通過流出線路25而被傳送至預熱器31。在預熱器31中的聚合物組成物和一部分或全部量之將揮發性氣體揮發所需的熱一起被加入，揮發性組份係主要由未反應原料單體組成。接著，聚合物組成物經由壓力調節閥(圖未示)被傳送至排氣式擠製機33，且揮發性組份係至少部分於排氣式擠製機中被移除，且剩餘之擠製物體係形成丸狀並自排出線路35排出。因此，包含甲基丙烯酸酯聚合物之樹脂組成物係以丸狀的形式製造。
作為用於傳送上述聚合物組成物的方法，較佳為描述於JP 4-48802 B之方法。作為使用排氣式擠製機的方法，較佳為描述於例如JP 3-49925 A、JP 51-29914 B、JP 52-17555 B、JP 1-53682 B、JP 62-89710 A等之方法。
再者，必要時在上述排氣式擠製機中聚合物組成物之去揮發期間或之後，可在聚合物組成物或擠製物中加入潤滑劑(諸如高級醇及高級脂肪酸酯)、紫外線吸收劑、熱穩定劑、著色劑、抗靜電劑等，以將這些併入樹脂組成物中。
排氣式擠製機33中所移除之揮發性組份主要由未反應原料單體所組成並包括雜質；例如原本包含在原料單體中之雜質、必要時所用之添加劑、在聚合反應中所產生之揮發性副產物、寡聚合物諸如二聚物及三聚物、聚合引發劑之分解的物質等。通常大量的雜質使所獲得之樹脂組成物染色，此為較差的情況。接著，在排氣式擠製機33中移除之揮發性組份(其主要由未反應原料單體所組成並包括上述之雜質)可通過單體回收塔(圖未示)，並在單體回收塔中藉由蒸餾、吸收等處理以移除上述揮發性組份中之雜質。因此，未反應原料單體可以高純度回收，使其適合再利用作為聚合反應之原料單體。例如連續蒸餾係在單體回收塔中進行，以來自單體回收塔頂端之蒸餾液的形式回收高純度之未反應原料單體，且其可在被保留於回收槽37之後，傳送並回收至原料單體槽1，或其可不需被保留於回收槽37中就傳送並回收至原料單體槽1。另一方面，在單體回收塔中移除的雜質可以廢物形式處理。
為了避免回收之原料單體造成回收塔37及/或原料單體槽1中之聚合反應，較佳於回收塔37或原料單體槽1中存在有聚合抑制劑，其相對於原料單體之比例為例如2比8重量ppm，且除此之外，更佳為回收塔37或原料單體槽1中之汽相的氧濃度係設定為2至8體積%。若希望將回收之原料單體於回收槽37中保留一段長時間，較佳在低溫(例如0至5℃)保存回收之原料單體。
在本具體實施例中，描述了連續整體聚合裝置，其中第一反應器及第二反應器皆用以處理連續整體聚合反應。然而，本發明之連續聚合反應裝置不被限制於此，第一反應器及第二反應器之一或兩者可被用以進行連續溶液聚合反應。在此種具體實施例中，因溶劑係用於溶液聚合反應，連續聚合裝置除了配置有與上述參考圖1之連續聚合裝置類似之結構外，還配置有溶劑槽及與溶劑槽連結之供應線路及幫浦(供應裝置)以將溶劑供應至特定反應器，以進行溶液聚合反應。溶劑槽及與溶劑槽連結之供應線路及幫浦(供應裝置)不被特別限制，可使用與習知所使用之裝置類似的裝置。溶劑可於與原料單體及/或聚合引發劑混合之後被供應至特定反應器，以進行溶液聚合反應，或可直接被供應至特定反應器以進行溶液聚合反應。在上述特定反應器，聚合步驟係以類似參考圖1之上述聚合步驟般進行(在絕熱條件下)，除了使用溶劑於聚合反應。關於溶劑，其係適當地根據溶液聚合反應之原料單體等來做選擇，且不被特別限制，但其實例包括甲苯、二甲苯、乙苯、甲基異丁基酮、甲醇、乙醇、辛烷、癸烷、環己烷、十氫萘、乙酸丁酯、乙酸戊酯等。C：D之比例為例如70：30至95：5，且較佳為80：20至90：10，但不限制於此，其中C代表至特定反應器用於進行溶液聚合反應之原料單體的供應流速(kg/h)，及D代表至特定反應器之溶劑的供應流速(kg/h)。
本發明之用於製造聚合物組成物之連續聚合裝置及方法係如前文中本發明具體實施例之詳細描述。根據本發明，提供新穎之連續聚合裝置，且使用此種連續聚合裝置藉由使用至少第一反應器及第二反應器可於至少兩階段中連續進行聚合反應，使得聚合反應條件，更明確地說，溫度、時間(平均滯留時間)、聚合引發劑的量(聚合引發劑對原料單體的比例)等可被分別針對第一聚合步驟及第二聚合步驟設定。因此，可控制包含於最終獲得之樹脂組成物中之聚合物的間規性，並更有效地製造適合獲得具有高抗熱性及熱穩定性之樹脂組成物的聚合物組成物。
然而，本發明不被限制於上述具體實施例，且可形成各種變型。例如可使用三或多個反應器於三或多個階段中連續進行聚合反應。再者，本發明之用以製造聚合物組成物之方法可使用批次法來進行，雖然較佳藉由使用本發明之連續聚合裝置連續地進行此方法。
工業可應用性
本發明可被用以製造適合用於獲得包含甲基丙烯酸酯聚合物的樹脂組成物之聚合物組成物。
本申請案主張於2010年11月8日提出之日本專利申請案號2010-249892之優先權，名稱為〝CONTINUOUS POLYMERIZATION APPARATUS AND PROCESS FOR PRODUCING POLYMER COMPOSITION〞。申請案之全部內容以引用方式併入本文。
1．．．原料單體槽(原料單體之供應源)
3．．．聚合引發劑槽(聚合引發劑及，若有需要，原料單體槽的供應源)
5．．．幫浦
7．．．幫浦
9．．．原料單體供應線
10．．．第一反應器
11a．．．供應埠
11b．．．流出埠
11c．．．其他供應埠
13．．．夾套(溫度調節裝置)
14．．．混合器
15．．．連接線路
17．．．聚合引發劑槽(額外的聚合引發劑及，若有需要，原料單體槽的供應源)
19．．．幫浦
20．．．第二反應器
21a．．．供應埠
21b．．．流出埠
21c．．．其他供應埠
23．．．夾套(溫度調節裝置)
24．．．混合器
25．．．流出線路
31．．．預熱器
33．．．排氣式擠製機
35．．．排出線路
37．．．回收槽
T．．．溫度感測器(溫度偵測裝置)
圖1顯示本發明的一具體實施例之連續聚合裝置之示意圖。
1．．．原料單體槽(原料單體之供應源)
3．．．聚合引發劑槽(聚合引發劑及，若有需要，原料單體槽的供應源)
5．．．幫浦
7．．．幫浦
9．．．原料單體供應線
10．．．第一反應器
11a．．．供應埠
11b．．．流出埠
11c．．．其他供應埠
13．．．夾套(溫度調節裝置)
14．．．混合器
15．．．連接線路
17．．．聚合引發劑槽(額外的聚合引發劑及，若有需要，原料單體槽的供應源)
19．．．幫浦
20．．．第二反應器
21a．．．供應埠
21b．．．流出埠
21c．．．其他供應埠
23．．．夾套(溫度調節裝置)
24．．．混合器
25．．．流出線路
31．．．預熱器
33．．．排氣式擠製機
35．．．排出線路
37．．．回收槽
T．．．溫度感測器(溫度偵測裝置)

Claims (6)

  1. 一種用於製造甲基丙烯酸酯聚合物之連續聚合裝置，其包含完全混合型之至少第一反應器及第二反應器，其特徵在於各反應器配置有供應埠及位於反應器頂端之流出埠；該第一反應器之供應埠係連接至原料單體之供應源及聚合引發劑之供應源；以及該第一反應器之流出埠係連接至該第二反應器之供應埠，其中該第一反應器及該第二反應器均係用以進行連續整體聚合反應，該原料單體是甲基丙烯酸酯單體，及由原料單體的供應源供應至第一反應器之原料單體的供應流速與由聚合引發劑之供應源供應至第一反應器之原料單體和聚合引發劑的混合物之供應流速的比是80：20至98：2。
  2. 如申請專利範圍第1項之連續聚合裝置，其中該第二反應器之供應埠或提供至該第二反應器之另一供應埠係連接至額外的聚合引發劑之供應源。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之連續聚合裝置，其中該第一反應器之內體積係與該第二反應器之內體積不同。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之連續聚合裝置，其中該第一反應器之流出埠係藉由配置有溫度調節裝置之連接線路而連接至該第二反應器之供應埠。
  5. 如申請專利範圍第4項之連續聚合裝置，其中該第一反應器係配置有用以偵測該第一反應器的溫度之溫度偵測裝置；以及控制該連接線路之溫度調節裝置，使得該連接線路之溫度係為與由該溫度偵測裝置偵測之該第一反應器之溫度實質上相同之溫度。
  6. 一種藉由使用如申請專利範圍第1至5項中任一項之連續聚合裝置而製造聚合物組成物之方法，其包含：第一聚合步驟，在絕熱條件下於該第一反應器中，使原料單體及聚合引發劑由原料單體及聚合引發劑的供應源通過該第一反應器之供應埠而供應至該第一反應器以進行連續聚合，並由該第一反應器之流出埠獲得所得的中間物組成物；以及第二聚合步驟，在絕熱條件下於該第二反應器中，通過該第二反應器之供應埠而將該中間物組成物供應至該第二反應器以進一步進行連續聚合，並由該第二反應器之流出埠獲得所得的聚合物組成物。
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