JPH0356242B2 - - Google Patents

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JPH0356242B2
JPH0356242B2 JP57129120A JP12912082A JPH0356242B2 JP H0356242 B2 JPH0356242 B2 JP H0356242B2 JP 57129120 A JP57129120 A JP 57129120A JP 12912082 A JP12912082 A JP 12912082A JP H0356242 B2 JPH0356242 B2 JP H0356242B2
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polymer
vacuum chamber
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molten polymer
polymerization
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、スチレン系重合体を含む重合液組成
物から、未反応単量体、溶剤、連鎖移動剤及び低
分子量重合体等の揮発性物質を連続的に除去し、
脱揮発された重合体を製造する方法に関する。 従来、重合液組成物から揮発性物質を連続的に
除去する方法については、多管式熱交換器を用い
て予熱又は発泡せしめつつ予熱して真空槽へフラ
ツシユする方法等が、例えば特公昭45−31678、
特公昭48−29798、特開昭51−134781等により知
られている。 しかし、これらの従来技術による場合には、揮
発性物質を減少させる手段としての、予熱器によ
る揮発性物質を含んだ重合液組成物の加熱及び真
空槽の真空度の上昇には、以下に述べる理由によ
り限界があり、重合体中に残存する未反応単量
体、溶剤、連鎖移動剤及び低分子量重合体等の揮
発性物質を、ある程度以上減少させることは至難
であつた。即ち、重合液組成物の温度を上昇させ
ていくと、主として残存単量体が予熱器中で重合
する結果、重合体中の低分子量重合体の量が増加
し、成型物の耐熱性が低下したり、成型時に金型
に油状物質(ヤニ)が付着する等の欠陥をもたら
す。一方、真空槽の真空度を上昇させることは、
揮発性物質のガス容積流量の飛躍的増大を引き起
し、配管及び凝縮器に於る圧力損失が増大し、こ
の様な装置は製作上莫大な費用を要する。更に蒸
発分離させるべき揮発性物質の量が多い場合に
は、かゝる装置を作ることは実質上困難である。 これらの理由により、製品重合体中の残存揮発
性物質を更に減少するためには、例えばベント付
押出機、薄膜蒸発器等を併用することが知られて
いる。しかしながら、この様な方法は設備費及び
電力原単位が増大し製造コストが高くなり経済的
に不利となるため、この欠点を改良することが要
請されている。 本発明は、真空槽に於る揮発性物質除去能力を
飛躍的に向上させ、前記のような他の機器を併用
することなく、効率良く重合液組成物から揮発性
物質を除去した重合体を製造する方法を提供する
ことを目的とするものである。 本発明者等は、この課題を達成するために多管
式熱交換器にて一次発泡させ脱揮発して真空槽下
部に溜めた溶融重合体を外部へ抜き出し、これに
溶融重合体と相互溶解性のない媒体を添加混合し
た後、加熱して真空槽内に二次発泡、即ちフラツ
シユさせることが重合体中の揮発性物質を除去す
ることに極めて有効であることを見出し、本発明
を完成するに至つた。 即ち、本発明は溶液重合又は塊状重合により得
られるスチレン系重合体を含む重合液組成物から
揮発性物質を除去し脱揮発重合体を製造するに際
して、前記重合液組成物を多管式熱交換器を通し
て加熱し、次いで真空槽内へフラツシユさせ、揮
発性物質はガス化して該真空槽から留去し、脱揮
発した溶融重合体は該真空槽下部から抜き出し、
その一部を製品として取り出すと同時に、残部に
溶融重合体と相互溶解性のない媒体を添加混合
し、次いで加熱して前記真空槽に循環し、フラツ
シユさせることを特徴とする脱揮発重合体の製造
方法である。 以下、第1図を参照しつつ本発明の脱揮発重合
体の製造方法につき詳述する。 溶液重合又は塊状重合により得られるスチレン
系重合体を含む重合液組成物は、重合域から入口
バルブ1を経由して供給される。入口バルブ1は
重合域に於る圧力を上記重合液組成物の反応温度
に於る蒸気圧よりも高く維持する働きを持つ。ま
た、熱媒入口3および熱媒出口4を有する多管式
熱交換器5の頭部2に於る圧力は、供給される重
合液組成物の反応温度に於る蒸気圧よりも低くな
る様に熱媒温度、流量等の条件を選ぶので、この
スチレン系重合体を含む重合液組成物は減圧され
て、重合液組成物中の揮発性物質が蒸発し著しく
発泡する。また、同時に蒸発潜熱が奪われるの
で、多管式熱交換器頭部2に於る重合液組成物の
温度が低下し、低分子量重合体の生成が抑制され
る。この発泡状の重合液組成物は、多管式熱交換
器5の熱交部を加熱されつつ通過し、重力及び圧
力勾配により下方に設けられた真空槽24へ流下
する。この場合、多管式熱交換器5の熱媒は流下
する重合体の流動性を損わぬ限りの低温であるこ
とが望ましい。この流下しつつ発泡し、且つ加温
された重合液組成物6中の揮発成分は、真空槽内
部で蒸発して重合体と分離され、真空槽24の上
部配管23を経由して、冷媒で冷却された凝縮器
18で凝縮され、液状にて配管19により回収さ
れる。以下、この操作を一次脱揮発操作と称す
る。 一次脱揮発操作により揮発性物質の大部分が除
去された溶融重合体8は、真空槽の下部に設けら
れたスクリユー型ポンプ9により真空槽外へ排出
される。この真空槽外へ排出された溶融重合体
に、これと相互溶解性がなく、且つ真空槽内で溶
融重合体中を発泡させる媒体を添加口12から加
え、静止型混合器13により該媒体を溶融重合体
中に良く分散混合する。そして予熱器15により
前記多管式熱交換器5から流下する重合液組成物
よりも高温になる様に加熱した後、再分散ノズル
用配管16に備えた再分散ノズル17から、真空
槽内へ再フラツシユする。以下、この操作を二次
脱揮発操作と称する。 この二次脱揮発操作において添加する媒体とし
ては、溶融重合体に非相溶であり、且つ溶融重合
体中の残存揮発性成分よりも沸点が低く、揮発性
の強い物質で、例えば水、メタノールが適当なも
のとしてあげられる。添加する媒体の量は、一次
脱揮発操作のみで重合体中に残存すると想定され
る揮発性物質量に対し、モル比で2〜30倍が適当
であり、5〜20倍が望ましい。また、揮発性物質
の除去効果を高めるためには、該媒体を溶融重合
体中によく分散させることが必要であり、適当な
混合手段、例えば静止型混合器を使用することが
好ましい。静止型混合器は駆動部分を有しない混
合器であり、例えば「化学装置21(3)20(1979)」に
例示されている商品名スタテイツク・ミキサー
(ケニツクス社製)、同スタテイツク・ミキシン
グ・エレメント(スルザー社製)、同ロスISGミ
キサー、同LPDミキサー(チヤールズ・ロス社
製)、同ハイ・ミキサー(東レ製)等の混合器要
素を挙げることができる。これらの混合器要素
は、通常管内に於る溶融重合体の流れ方向に単数
あるいは複数個設置して使用される。再分散ノズ
ル用配管16及び再分散ノズル17は、例えば第
2図及び第3図に示すような形状のものが使用で
き、溶融重合体の粘度及び流量により穴数及び穴
径が決定される。予熱器15として用いられる熱
交換器としては、例えば通常使用される多管式熱
交換器が使用でき、管内部を溶融重合体が流れる
様にして且つ圧力損失をできるだけ低くすること
が望ましい。 この様にしてスクリユー型ポンプ9により循環
される溶融重合体は、媒体が分散混合されたこと
により、真空槽内部の再分散ノズル17部で著し
く発泡し、表面更新が促進され、前述した一次脱
揮発操作のみでは蒸発しきれずに残存した揮発性
成分が媒体と共に蒸発する。このガス化された媒
体と揮発性成分は、真空槽上部配管23を経て凝
縮器18で一部凝縮し回収され、未凝縮ガスはコ
ントロール・バルブ20を経て次の工程へ送られ
る。こゝで一次脱揮発操作と同一の排気配管及び
凝縮器を用いることが脱揮発効果を増大する。即
ち、一次脱揮発操作中での多管式熱交換器5から
発泡しつつ流下する重合液組成物の表面部に於る
気相側の雰囲気更新に効果があり、溶融重合体中
の残存揮発性成分の拡散が容易となるので脱揮発
効果を増大するものと推定される。 更に、この様にして揮発性成分が減少した溶融
重合体の一部をギア・ポンプ10により連続的に
抜き出し配管11を経由して製品化する。この場
合ギア・ポンプ10で製品として取り出される溶
融重合体量とスクリユー型ポンプ9で循環される
溶融重合体重の比は、1/10〜1/2が適当であ
り、好ましくは1/5〜1/3である。 本発明の方法が適用されるスチレン系重合体と
は、スチレン,メチルスチレン,エチルスチレ
ン,イソプロピルスチレン等のアルキルスチレ
ン,クロロスチレン,ブロムスチレン等のハロゲ
ン化スチレン,ハロゲン化アルキルスチレン等の
スチレン系単量体の内の少くとも一種からなる重
合体;これらスチレン系単量体の少くとも一種と
アクリロニトリル,メタクリロニトリル,メチル
アクリレート等のアクリル系単量体の内少くとも
一種とからなる共重合体;これらスチレン系単量
体の少くとも一種又はアクリル系単量体の少くと
も一種と、ポリブタジエン,ブタジエンとスチレ
ン,アクリロニトリル,メタクリル酸メチル等の
各共重合体,天然ゴム,ポリクロロプレン,エチ
レンプロピレン共重合体,エチレンプロピレンジ
エンモノマー共重合体等のゴム状重合体の内の少
くとも一種との共重合体;並びにスチレン系単量
の少くとも一種、アクリル系単量体の少くとも一
種及びゴム状重合体の中の少くとも一種との共重
合体である。 また、溶液重合を行う場合の溶剤としては、例
えばベンゼン,トルエン,エチルベンゼン,キシ
レン等のアルキルベンゼン類やアセトン,メチル
エチルケトン等のケトン類,ヘキサン,オクタン
等の脂肪族炭化水素等がある。また、連鎖移動剤
としては、脂肪族及び芳香族メルカプタン,ペン
タフエニルエタン,α−メチルスチレンダイマー
等がある。 本発明の脱揮発重合体の製造方法によれば、従
来技術では達成困難であつた程の低濃度の未反応
単量体、連鎖移動剤及び低分子量重合体等の揮発
性物質を含む重合体を得ることが可能であつた。
更に、この様にして得られた重合体は耐熱性が向
上し、且つ成型時の欠陥(ヤニ)の発生が少ない
ものであつた。 実施例 1 固有粘度が1.04でメタノール可溶分を1.2重量
%含むポリスチレン52.5重量%、エチルベンゼン
10重量%、残部が未反応スチレンである重合液組
成物を、温度135℃の熱重合により調製した。 この重合液組成物を135℃の温度、4.0Kg/cm2g
の圧力下で連続的に6.3Kg/Hrの流量で第1図の
装置へ入口バルブ1を経由して供給した。外部を
熱媒が循環する多管式熱交換器5の上部圧力は
0.6Kg/cm2迄減圧され重合液組成物は発泡し、こ
の部分に於る温度は125℃であつた。ジヤケツト
を循環する熱媒は230℃であり、加熱されつつ真
空槽へフラツシユされた発泡重合液組成物6の温
度は210℃であつた。こゝで真空槽内の圧力は
50m/mHgで保たれ、外套は235℃の熱媒を流通
して保温した。多管式熱交換器5から流下する重
合液組成物は真空槽へフラツシユされることによ
り気相と液相に分離され、液相の溶融重合体は再
分散ノズル用配管群16の間隙を流下して真空槽
下部に溜まる。この溶融重合体は再分散ノズルか
らフラツシユ(二次脱揮発操作)された溶融重合
体7と混合しており230℃迄温度が上昇していた。
この真空槽下部に溜まつた溶融重合体は、駆動用
モーター21により回転するスクリユー型ポンプ
9により約24Kg/Hrの速度で排出され、添加口
12より0.13Kg/Hrで常温の水を添加した。配
管及び静止型混合器13の外套は235℃に保持し
たが、静止型混合器出口14では228℃となり、
水添加により若干温度が低下した。この溶融重合
体を外套を260℃で保持した多管式熱交換器15
を経由することにより、240℃迄昇温し、再分散
ノズル17から真空槽内へフラツシユした。一
方、ギアポンプ10から3.3Kg/Hrの速度で溶融
重合体を排出し製品化した。 得られた製品ポリスチレンの分析値を表−1に
示す。このポリスチレンを使用して射出成型機に
て2時間の連続成型を実施し、その際の金型への
ヤニ付着度合を観察したところ、ヤニの付着が少
なく極めて良好であつた。 比較例 1 添加口12からの水の添加なし、及び外部熱交
換器15の外套温度235℃とした以外は実施例1
と同じ条件で揮発性物質の除去を行つた。結果は
表−1に示すように、メタノール可溶分が実施例
1と比較して多く、また成型時の欠陥である金型
へのヤニ付着度合が激しかつた。 比較例 2 添加口12からの水の添加なし、及び外部熱交
換器15の外套温度を260℃とした以外は、実施
例1と同じ条件で実験を行つた。結果は表−1に
示すようにメタノール可溶分が実施例1と比較し
て多く成型時の欠陥である金型へのヤニ付着度合
も激しかつた。 実施例 2 真空槽下部の溶融重合体のスクリユー型ポンプ
9による排出流量を約12Kg/Hrとした以外は、
実施例−1と同じ条件で揮発性物質の除去を行つ
た。結果は表−1に示す。成型時に金型へのヤニ
付着が多少観察されたが、比較例1,2よりは良
好であつた。 実施例 3 添加口12よりの水添加量を0.07Kg/Hrと減
じた以外は実施例−1と同じ条件で揮発性物質の
除去を行つた。結果は表−1に示す。成型時に金
型へのヤニ付着が多少観察されたが、比較例−
1,2よりは良好であつた。 比較例 3 添加口12よりの水添加を行なうことなく、入
口バルブ1を経由して、重合液組成物と共に水
1.5Kg/Hrを添加し、スクリユー型ポンプ9の排
出量を3.3Kg/Hrとしかつ二次脱揮発操作をなく
した以外は実施例1と同様に実験を行ない、結果
を表−1に示したが、残留モノマー、溶剤および
メタノール可溶分は少なかつたが、金型へのヤニ
付着が著しかつた。
【表】 *4 金型:平型スパイラルフロー、連続2時間
成型
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の製造方法を実施するのに適
した装置の模式図であり、第2図は、再分散ノズ
ル用配管部のA−A断面からの拡大図、第3図
は、再分散ノズルのB−B′断面からの拡大図で
ある。 1……入口バルブ、2……多管式熱交換器頭
部、3……熱媒入口、4……熱媒出口、5……多
管式熱交換器、6……重合液組成物、7……溶融
重合体、8……溶融重合体、9……スクリユー型
ポンプ、10……ギア・ポンプ、11……配管、
12……添加口、13……静止型混合器、14…
…静止型混合器出口、15……予熱器、16……
再分散ノズル用配管、17……再分散ノズル、1
8……凝縮器、19……配管、20……コントロ
ールバルブ、21……駆動用モーター、22……
熱媒流通部、23……真空槽上部配管、24……
真空槽。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 溶液重合又は塊状重合により得られるスチレ
    ン系重合体を含む重合液組成物から揮発性物質を
    除去し脱揮発性重合体を製造するに際して、前記
    重合液組成物を多管式熱交換機を通して加熱し、
    次いで真空槽内へフラツシユさせ、揮発性物質は
    ガス化して該真空槽から留去し、脱揮発した溶融
    重合体は該真空漕下部から抜き出し、その一部を
    製品として取り出すと同時に、残部に溶融重合体
    と相互溶融性のない媒体を添加混合し、次いで加
    熱して前記真空槽に循環し、フラツシユさせるこ
    とを特徴とする脱揮発重合体の製造方法。
JP12912082A 1982-07-24 1982-07-24 脱揮発重合体の製造方法 Granted JPS5918707A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0735409B2 (ja) * 1986-02-03 1995-04-19 三井東圧化学株式会社 揮発性物質の除去方法
US6486271B1 (en) * 2001-03-09 2002-11-26 Fina Technology, Inc. Method of controlling molecular weight distributions during a polymerization process

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6044323B2 (ja) * 1975-05-20 1985-10-03 三井東圧化学株式会社 重合液組成物中より揮発性物質を除去する方法

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