JPH0641261A - トリオキサンの重合方法 - Google Patents
トリオキサンの重合方法Info
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- JPH0641261A JPH0641261A JP19724592A JP19724592A JPH0641261A JP H0641261 A JPH0641261 A JP H0641261A JP 19724592 A JP19724592 A JP 19724592A JP 19724592 A JP19724592 A JP 19724592A JP H0641261 A JPH0641261 A JP H0641261A
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- JP
- Japan
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- reactor
- stirring shaft
- polymerization
- paddle
- trioxane
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- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 連続撹拌混合機を反応機として使用して、ト
リオキサンとその共重合可能な化合物と触媒を供給口よ
り供給し重合させ、ポリアセタール共重合体を吐出口よ
り粉粒体として取り出すトリオキサンの重合方法におい
て、反応機の外周に加熱または冷却用のジャケットと更
に撹拌軸内に流体が往復して流れる流路を設けることに
より、反応機の胴の外周及び撹拌軸から加熱または冷却
を行うことを特徴とするトリオキサンの重合方法。 【効果】 本発明のトリオキサンの重合方法は、重合収
率が高められ、あるいは、高い重合度が得られ、かつ得
られたポリマの熱安定性が優れている。
リオキサンとその共重合可能な化合物と触媒を供給口よ
り供給し重合させ、ポリアセタール共重合体を吐出口よ
り粉粒体として取り出すトリオキサンの重合方法におい
て、反応機の外周に加熱または冷却用のジャケットと更
に撹拌軸内に流体が往復して流れる流路を設けることに
より、反応機の胴の外周及び撹拌軸から加熱または冷却
を行うことを特徴とするトリオキサンの重合方法。 【効果】 本発明のトリオキサンの重合方法は、重合収
率が高められ、あるいは、高い重合度が得られ、かつ得
られたポリマの熱安定性が優れている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続重合方法、更に詳
しくは、トリオキサンをセルフクリーニング型二軸混合
機を用いて塊状重合させ、ポリアセタール共重合体を製
造する方法に関するものである。
しくは、トリオキサンをセルフクリーニング型二軸混合
機を用いて塊状重合させ、ポリアセタール共重合体を製
造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】トリオキサンの塊状重合では、反応機中
で急激な発熱とともに急速にポリマが析出し、重合生成
物がスラリ状からペースト状に変化し、ついには固化す
る。そのため重合反応機として、強力な撹拌能力を有
し、かつ、反応温度を制御するためのジャケットを有す
る二軸セルフクリーニング型混合機が、特に好ましく使
用されている。
で急激な発熱とともに急速にポリマが析出し、重合生成
物がスラリ状からペースト状に変化し、ついには固化す
る。そのため重合反応機として、強力な撹拌能力を有
し、かつ、反応温度を制御するためのジャケットを有す
る二軸セルフクリーニング型混合機が、特に好ましく使
用されている。
【0003】しかしながら、このような反応機でスケー
ルを大きくした場合、滞留物の体積の増加に比べて熱収
支を行う表面積の増加が小さいために、発熱量が大きい
場合には、外周のジャケットのみによる冷却では反応が
暴走し、解重合が大きく起こり、ポリマの重合度が低下
してしまうばかりでなく、不安定な末端ができてしまう
ために得られたポリマの熱安定性も低いものとなってし
まう。逆に発熱量が少なく反応機から加熱が必要な場合
も、外周のジャケットのみによる加熱では効率が悪いた
めに、満足のいく反応速度が得られず、高い収率が得ら
れないという問題があった。
ルを大きくした場合、滞留物の体積の増加に比べて熱収
支を行う表面積の増加が小さいために、発熱量が大きい
場合には、外周のジャケットのみによる冷却では反応が
暴走し、解重合が大きく起こり、ポリマの重合度が低下
してしまうばかりでなく、不安定な末端ができてしまう
ために得られたポリマの熱安定性も低いものとなってし
まう。逆に発熱量が少なく反応機から加熱が必要な場合
も、外周のジャケットのみによる加熱では効率が悪いた
めに、満足のいく反応速度が得られず、高い収率が得ら
れないという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、重合
温度を十分に制御することにより重合収率を高め、ある
いは、重合発熱の除去を十分に行い反応温度を制御する
ことにより、高い重合度が得られ、かつ、優れた熱安定
性を有するポリマを得る方法を提供することにある。
温度を十分に制御することにより重合収率を高め、ある
いは、重合発熱の除去を十分に行い反応温度を制御する
ことにより、高い重合度が得られ、かつ、優れた熱安定
性を有するポリマを得る方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意検討した結果、トリオキサンの塊状重合
を行う反応機として、強力な撹拌能力を有し、かつ、反
応温度が制御できるジャケットと共に反応機内部の撹拌
軸から効率よく温度制御を行うことにより、高い重合度
を有し、かつ、優れた熱安定性を有するポリマが得られ
ることを見いだし、本発明に到達した。
解決すべく鋭意検討した結果、トリオキサンの塊状重合
を行う反応機として、強力な撹拌能力を有し、かつ、反
応温度が制御できるジャケットと共に反応機内部の撹拌
軸から効率よく温度制御を行うことにより、高い重合度
を有し、かつ、優れた熱安定性を有するポリマが得られ
ることを見いだし、本発明に到達した。
【0006】即ち、本発明は、反応機の断面が2個の重
なり合った異心同径円の形状を有し、反応機の両端部に
それぞれ原料供給口と重合生成物の吐出口を備え、その
内部に一対の平行撹拌軸と該軸上に取り付けられた複数
の板状パドルを有し、該パドルは撹拌軸の長手方向に垂
直の断面が凸レンズ型、楕円形、または、各頂角で仮想
円に内接する擬多角形であって、一方の撹拌軸に固定さ
れたパドルは他方の撹拌軸に固定されたパドルと相対
し、一つのパドルはその先端で胴の内面及び相対するパ
ドルと僅少なクリアランスを保って回転するような連続
撹拌混合機を反応機として使用して、トリオキサンとそ
の共重合可能な化合物と触媒を供給口より供給し重合さ
せ、ポリアセタール共重合体を吐出口より粉粒体として
取り出すトリオキサンの重合方法において、反応機の胴
の外周に加熱または冷却用のジャケットを設け、更に撹
拌軸内に流体が往復して流れる流路を設けることによ
り、反応機の胴の外周及び撹拌軸から加熱または冷却を
行うことを特徴とするトリオキサンの重合方法である。
なり合った異心同径円の形状を有し、反応機の両端部に
それぞれ原料供給口と重合生成物の吐出口を備え、その
内部に一対の平行撹拌軸と該軸上に取り付けられた複数
の板状パドルを有し、該パドルは撹拌軸の長手方向に垂
直の断面が凸レンズ型、楕円形、または、各頂角で仮想
円に内接する擬多角形であって、一方の撹拌軸に固定さ
れたパドルは他方の撹拌軸に固定されたパドルと相対
し、一つのパドルはその先端で胴の内面及び相対するパ
ドルと僅少なクリアランスを保って回転するような連続
撹拌混合機を反応機として使用して、トリオキサンとそ
の共重合可能な化合物と触媒を供給口より供給し重合さ
せ、ポリアセタール共重合体を吐出口より粉粒体として
取り出すトリオキサンの重合方法において、反応機の胴
の外周に加熱または冷却用のジャケットを設け、更に撹
拌軸内に流体が往復して流れる流路を設けることによ
り、反応機の胴の外周及び撹拌軸から加熱または冷却を
行うことを特徴とするトリオキサンの重合方法である。
【0007】本発明で使用される反応機は、平行な二軸
に取り付けられた複数個のパドルを有する連続撹拌混合
機であり、良好なセルフクリーニング効果及び撹拌効果
を得るためには、パドル先端と胴の内面とのクリアラン
スはパドル外接円の直径の2%以下が好ましく、また、
相対するパドル同志のクリアランスはこの5倍以下、特
に2倍以下が好ましい。
に取り付けられた複数個のパドルを有する連続撹拌混合
機であり、良好なセルフクリーニング効果及び撹拌効果
を得るためには、パドル先端と胴の内面とのクリアラン
スはパドル外接円の直径の2%以下が好ましく、また、
相対するパドル同志のクリアランスはこの5倍以下、特
に2倍以下が好ましい。
【0008】反応機の胴の長さ(L)と胴の内径(D)
の比、即ち、L/Dは、工作精度や軸のたわみによるク
リアランスの変動及び操業安定性を考慮すると、通常2
0以下であり、好ましくは3〜15である。
の比、即ち、L/Dは、工作精度や軸のたわみによるク
リアランスの変動及び操業安定性を考慮すると、通常2
0以下であり、好ましくは3〜15である。
【0009】本発明で使用される反応機のパドルの形状
は、凸レンズ型、楕円形型、または各頂角で仮想円に内
接する擬多角形であって、更にパドルの先端部のそれぞ
れの側面が対称的にねじれており、かつその側面同志が
撹拌軸について回転対称をなしているヘリカル型のもの
も用いることができる。その側面が撹拌軸の回転により
内容物を吐出口へ押し出すようにねじれたヘリカル型
は、通常のフラット型よりも送り効果が大きく、また、
逆向きにねじれたヘリカル型は大きい逆送り効果を示
す。パドルの先端は、円周面をもつものでも、偏平なも
のでも、また、鋭角的なものでもよいし、また、これら
に鋭利なスクレーパを設けたものでもよい。本発明に用
いられるパドルの厚さは、パドル長径の0.05〜1.
0倍であり、特に、パドル長径の0.2〜1.0倍のパ
ドルを全パドルの20〜100%の範囲で組み合わせて
使う方法が、より大きな滞留量が確保でき、好ましく使
用される。パドルの厚さが長径の0.2倍以下ではパド
ル面上にホールドされるポリマ量が少なく、1.0倍以
上ではそれ以上ポリマ量を増加させる効果がなく、逆に
撹拌力を減少させるので好ましくない。また、厚さの小
さいパドルを複数個重ね合わせて1枚の厚さの大きいパ
ドルとして用いても、同様の効果を得ることができる。
は、凸レンズ型、楕円形型、または各頂角で仮想円に内
接する擬多角形であって、更にパドルの先端部のそれぞ
れの側面が対称的にねじれており、かつその側面同志が
撹拌軸について回転対称をなしているヘリカル型のもの
も用いることができる。その側面が撹拌軸の回転により
内容物を吐出口へ押し出すようにねじれたヘリカル型
は、通常のフラット型よりも送り効果が大きく、また、
逆向きにねじれたヘリカル型は大きい逆送り効果を示
す。パドルの先端は、円周面をもつものでも、偏平なも
のでも、また、鋭角的なものでもよいし、また、これら
に鋭利なスクレーパを設けたものでもよい。本発明に用
いられるパドルの厚さは、パドル長径の0.05〜1.
0倍であり、特に、パドル長径の0.2〜1.0倍のパ
ドルを全パドルの20〜100%の範囲で組み合わせて
使う方法が、より大きな滞留量が確保でき、好ましく使
用される。パドルの厚さが長径の0.2倍以下ではパド
ル面上にホールドされるポリマ量が少なく、1.0倍以
上ではそれ以上ポリマ量を増加させる効果がなく、逆に
撹拌力を減少させるので好ましくない。また、厚さの小
さいパドルを複数個重ね合わせて1枚の厚さの大きいパ
ドルとして用いても、同様の効果を得ることができる。
【0010】本発明で使用されるパドルの配列方法は、
凸レンズ型または楕円形のパドルを用いる場合、撹拌軸
の長手方向に隣接するパドルが撹拌軸の回転方向に対し
て90度ずらせた組合せ及び45度ずらせた組合せを配
列する方法が、送り効果が小さく大きなポリマの滞留量
が得られるので、特に好ましい。また、反応機の供給口
下部に用いられるスクリューは互いに噛み合う形式のも
のであり、また、吐出口上部と反応機先端部の間には、
ポリマを効率よく押し出すために、逆送りのスクリュー
を用いることができる。
凸レンズ型または楕円形のパドルを用いる場合、撹拌軸
の長手方向に隣接するパドルが撹拌軸の回転方向に対し
て90度ずらせた組合せ及び45度ずらせた組合せを配
列する方法が、送り効果が小さく大きなポリマの滞留量
が得られるので、特に好ましい。また、反応機の供給口
下部に用いられるスクリューは互いに噛み合う形式のも
のであり、また、吐出口上部と反応機先端部の間には、
ポリマを効率よく押し出すために、逆送りのスクリュー
を用いることができる。
【0011】本発明で使用される反応機の胴の外周に設
ける加熱または冷却用のジャケットは、いかなるもので
もかまわない。例えば、反応機の胴の外周のジャケット
内部を中空にして、内部に流体を流し、加熱または冷却
するものが考えられる。特に反応機の胴の外周のジャケ
ットを反応機の前半部、中間部、後半部の3つに分か
れ、それぞれに流体を流すことができるものが効率的で
ある。また、ジャケットヒーターを用いることも可能で
ある。
ける加熱または冷却用のジャケットは、いかなるもので
もかまわない。例えば、反応機の胴の外周のジャケット
内部を中空にして、内部に流体を流し、加熱または冷却
するものが考えられる。特に反応機の胴の外周のジャケ
ットを反応機の前半部、中間部、後半部の3つに分か
れ、それぞれに流体を流すことができるものが効率的で
ある。また、ジャケットヒーターを用いることも可能で
ある。
【0012】本発明で使用される撹拌軸は、その内部に
流体が往復して流れるような流路を設け流体を流すこと
が特徴である。ただ単に軸の内部を中空にして、流体を
流すだけでは飛躍的な効果は望めない。図1は、本発明
で使用される反応機の一例の断面図である。図1に点線
で示すように流体が反応機の吐出口側より入り撹拌軸の
中側を通り、供給口側で折り返し、撹拌軸の外側を通り
吐出口側から出る流路が一例として考えられる。この流
路は反応熱の制御効率が高く好ましい。この他にも撹拌
軸を軸と平行方向に仕切りを設け二分割し、一方を流れ
た流体が軸末端で折り返し、他方を通って戻ってくると
いう経路なども考えられる。また、この流路は撹拌軸内
に留まらず、パドル内部に入り込む形にしてもよい。
流体が往復して流れるような流路を設け流体を流すこと
が特徴である。ただ単に軸の内部を中空にして、流体を
流すだけでは飛躍的な効果は望めない。図1は、本発明
で使用される反応機の一例の断面図である。図1に点線
で示すように流体が反応機の吐出口側より入り撹拌軸の
中側を通り、供給口側で折り返し、撹拌軸の外側を通り
吐出口側から出る流路が一例として考えられる。この流
路は反応熱の制御効率が高く好ましい。この他にも撹拌
軸を軸と平行方向に仕切りを設け二分割し、一方を流れ
た流体が軸末端で折り返し、他方を通って戻ってくると
いう経路なども考えられる。また、この流路は撹拌軸内
に留まらず、パドル内部に入り込む形にしてもよい。
【0013】反応機の胴の外周のジャケットの内部また
は撹拌軸内に流れる流体としては、液体または気体が挙
げられる。これらの流体は、所望する温度レベルにより
使い分けることが好ましい。この中で経済的に水または
エチレングリコールが特に好ましい。
は撹拌軸内に流れる流体としては、液体または気体が挙
げられる。これらの流体は、所望する温度レベルにより
使い分けることが好ましい。この中で経済的に水または
エチレングリコールが特に好ましい。
【0014】流体は、撹拌軸内と反応機の外周のジャケ
ットの内部と別々にポンプで供給してもよいし、流路を
つないで同時に供給してもよい。
ットの内部と別々にポンプで供給してもよいし、流路を
つないで同時に供給してもよい。
【0015】本発明で使用される撹拌軸の回転速度は、
パドル先端の周速度が800〜10000cm/分にな
るよう調節することが好ましい。800cm/分以下で
は撹拌力が不足し、トルクアウトが発生する危険性があ
り、またポリマも望ましい粒径を得ることができない。
一方、10000cm/分以上では、反応機の摩耗がひ
どく好ましくない。
パドル先端の周速度が800〜10000cm/分にな
るよう調節することが好ましい。800cm/分以下で
は撹拌力が不足し、トルクアウトが発生する危険性があ
り、またポリマも望ましい粒径を得ることができない。
一方、10000cm/分以上では、反応機の摩耗がひ
どく好ましくない。
【0016】反応機の平均滞留時間としては、好ましく
は2〜20分である。20分以上とすることは、生産性
に劣り工業的に望ましくない。2分以下では高い重合転
化率が得られない。しかし、高くない重合転化率でも複
数のそれぞれのポリマ相に適した反応機を用い、その中
で本発明の反応機を用いてもよい。
は2〜20分である。20分以上とすることは、生産性
に劣り工業的に望ましくない。2分以下では高い重合転
化率が得られない。しかし、高くない重合転化率でも複
数のそれぞれのポリマ相に適した反応機を用い、その中
で本発明の反応機を用いてもよい。
【0017】トリオキサンと共重合可能な化合物として
は、環状エーテルまたは環状ホルマールが挙げられる。
この中で特に好ましい化合物としては、エチレンオキシ
ド、プロピレンオキシド、1,3−ジオキサン、1,3
−ジオキセパン、1,3,5−トリオキセパン、1,
3,6−トリオキソカン、エピクロルヒドリン、フェニ
ルグリシジルエーテルなどが挙げられる。
は、環状エーテルまたは環状ホルマールが挙げられる。
この中で特に好ましい化合物としては、エチレンオキシ
ド、プロピレンオキシド、1,3−ジオキサン、1,3
−ジオキセパン、1,3,5−トリオキセパン、1,
3,6−トリオキソカン、エピクロルヒドリン、フェニ
ルグリシジルエーテルなどが挙げられる。
【0018】本発明に使用するトリオキサンと共重合可
能な化合物の共重合量は、0.01〜10モル%、特に
好ましくは0.2〜6モル%である。
能な化合物の共重合量は、0.01〜10モル%、特に
好ましくは0.2〜6モル%である。
【0019】本発明で使用される触媒は、三フッ化ホウ
素、三フッ化ホウ素水和物および三フッ化ホウ素と酸素
原子またはイオウ原子を含む有機化合物との配位化合物
からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であ
り、ガス状、液状または適当な有機溶媒の溶液として使
用される。三フッ化ホウ素との配位化合物を形成する酸
素またはイオウ原子を有する有機化合物としては、アル
コール、エーテル、フェノール、スルフィド等が挙げら
れる。これらの触媒の中で、特に三フッ化ホウ素の配位
化合物が好ましく、とりわけ三フッ化ホウ素・ジエチル
エーテル錯体、三フッ化ホウ素ジ(n−ブチル)エーテ
ル錯体、三フッ化ホウ素・フェノール錯体が好ましい。
素、三フッ化ホウ素水和物および三フッ化ホウ素と酸素
原子またはイオウ原子を含む有機化合物との配位化合物
からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であ
り、ガス状、液状または適当な有機溶媒の溶液として使
用される。三フッ化ホウ素との配位化合物を形成する酸
素またはイオウ原子を有する有機化合物としては、アル
コール、エーテル、フェノール、スルフィド等が挙げら
れる。これらの触媒の中で、特に三フッ化ホウ素の配位
化合物が好ましく、とりわけ三フッ化ホウ素・ジエチル
エーテル錯体、三フッ化ホウ素ジ(n−ブチル)エーテ
ル錯体、三フッ化ホウ素・フェノール錯体が好ましい。
【0020】触媒の添加量は、トリオキサン1モルに対
して0.000001〜0.1モルが好ましく、特に好
ましくは0.00005〜0.001モルである。
して0.000001〜0.1モルが好ましく、特に好
ましくは0.00005〜0.001モルである。
【0021】また、重合触媒やトリオキサン、トリオキ
サンと共重合可能な化合物を溶液として使用する場合の
溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレンのような
芳香族炭化水素、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロ
ヘキサンのような脂肪族炭化水素、メタノール、エタノ
ール、イソプロパノールのようなアルコール類、ジエチ
ルエーテル、ジイソプロピルエーテルのようなエーテル
類、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2−ジクロロ
エタン、四塩化炭素のようなハロゲン化炭化水素、アセ
トン、メチルエチルケトンのようなケトン類が使用され
る。
サンと共重合可能な化合物を溶液として使用する場合の
溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレンのような
芳香族炭化水素、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロ
ヘキサンのような脂肪族炭化水素、メタノール、エタノ
ール、イソプロパノールのようなアルコール類、ジエチ
ルエーテル、ジイソプロピルエーテルのようなエーテル
類、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2−ジクロロ
エタン、四塩化炭素のようなハロゲン化炭化水素、アセ
トン、メチルエチルケトンのようなケトン類が使用され
る。
【0022】また、本発明では、触媒を予め反応機に入
る前にトリオキサンと共重合可能な化合物と合流させて
触媒の活性化を行い、その後トリオキサンと接触させる
重合方法が好ましく使用できる。この方法は、短い重合
機の滞留時間で高重合度と光重合転化率が実現できる。
る前にトリオキサンと共重合可能な化合物と合流させて
触媒の活性化を行い、その後トリオキサンと接触させる
重合方法が好ましく使用できる。この方法は、短い重合
機の滞留時間で高重合度と光重合転化率が実現できる。
【0023】本発明の目的は、反応温度の制御にある。
トリオキサンの重合温度は30〜125℃、特に40〜
90℃が好ましい。30℃以下ではトリオキサンが固体
のために重合速度が極端に遅くなり、また、125℃以
上では解重合反応が優勢になり、高重合度のポリマを得
ることが難しくなる。従って、重合発熱により温度が高
くなりすぎるときには冷却を行うことが必要であり、逆
に重合温度が低い場合には加熱が必要である。
トリオキサンの重合温度は30〜125℃、特に40〜
90℃が好ましい。30℃以下ではトリオキサンが固体
のために重合速度が極端に遅くなり、また、125℃以
上では解重合反応が優勢になり、高重合度のポリマを得
ることが難しくなる。従って、重合発熱により温度が高
くなりすぎるときには冷却を行うことが必要であり、逆
に重合温度が低い場合には加熱が必要である。
【0024】本発明により得られたポリアセタール共重
合体は、重合触媒を失活させた後、不安定末端を封鎖あ
るいは除去することによって安定化し、実用に供され
る。この場合の触媒の失活方法及び安定化方法は通常公
知の方法が採用される。
合体は、重合触媒を失活させた後、不安定末端を封鎖あ
るいは除去することによって安定化し、実用に供され
る。この場合の触媒の失活方法及び安定化方法は通常公
知の方法が採用される。
【0025】本発明においては、重合触媒を失活させ重
合反応を停止する停止剤を、重合反応機後半部へ供給
し、重合及び触媒失活工程を反応機1段で実施すること
も場合によっては可能である。
合反応を停止する停止剤を、重合反応機後半部へ供給
し、重合及び触媒失活工程を反応機1段で実施すること
も場合によっては可能である。
【0026】本発明で用いられる三フッ化ホウ素系触媒
の停止剤としては、アミン化合物や三価の有機リン化合
物あるいはヒンダードアミン化合物が用いられる。中で
も三価の有機リン化合物あるいはヒンダードアミン化合
物は、失活させた触媒の除去の必要がないため、プロセ
ス面できわめて有利である。特に、ヒンダードアミン化
合物は熱安定性に優れたポリマが得られるため、一層好
ましく使用される。
の停止剤としては、アミン化合物や三価の有機リン化合
物あるいはヒンダードアミン化合物が用いられる。中で
も三価の有機リン化合物あるいはヒンダードアミン化合
物は、失活させた触媒の除去の必要がないため、プロセ
ス面できわめて有利である。特に、ヒンダードアミン化
合物は熱安定性に優れたポリマが得られるため、一層好
ましく使用される。
【0027】また、重合反応機には適当な重合度調節剤
やその他の添加剤を供給することも可能である。
やその他の添加剤を供給することも可能である。
【0028】次に添付図面によって本発明の実施方法の
一例を説明する。
一例を説明する。
【0029】図1に本発明に使用する反応機を示す。反
応機は撹拌軸1、複数個の板状パドル2及び温度調節用
ジャケット3を有する二軸セルフクリーニング型混合機
である。トリオキサン、共重合可能な化合物、及び、触
媒は供給口4より供給され、重合されたポリマは吐出口
5より搬出される。撹拌軸内部には、図1に点線で示す
ような流体が往復する流路が設けられている。回転する
撹拌軸と外部の流体供給・排出口とは、ロータリージョ
イント7にてつながっている。
応機は撹拌軸1、複数個の板状パドル2及び温度調節用
ジャケット3を有する二軸セルフクリーニング型混合機
である。トリオキサン、共重合可能な化合物、及び、触
媒は供給口4より供給され、重合されたポリマは吐出口
5より搬出される。撹拌軸内部には、図1に点線で示す
ような流体が往復する流路が設けられている。回転する
撹拌軸と外部の流体供給・排出口とは、ロータリージョ
イント7にてつながっている。
【0030】パドル2の各種の断面形状を図2に示す。
図2(A)は凸レンズ型、図2(B)は先端がねじれた
ヘリカルタイプ、図2(C)は擬三角形型である。
図2(A)は凸レンズ型、図2(B)は先端がねじれた
ヘリカルタイプ、図2(C)は擬三角形型である。
【0031】反応機の供給口4の下部及び吐出口5の上
部は通常のスクリュー6で構成されている。
部は通常のスクリュー6で構成されている。
【0032】また、図3に凸レンズ型パドルを組み合わ
せた配列の一例を模式的に示した。図中Fは順スクリュ
ー、Rは逆スクリュー、N,nは隣接するパドルと90
度ずらせた組合せ、B,bは逆進行方向に隣接するパド
ルと回転方向に45度ずらせた組合せである。さらに大
文字はパドルの厚さ大のもの、小文字はパドルの厚さ小
のものを表わす。
せた配列の一例を模式的に示した。図中Fは順スクリュ
ー、Rは逆スクリュー、N,nは隣接するパドルと90
度ずらせた組合せ、B,bは逆進行方向に隣接するパド
ルと回転方向に45度ずらせた組合せである。さらに大
文字はパドルの厚さ大のもの、小文字はパドルの厚さ小
のものを表わす。
【0033】
【実施例】以下実施例によって本発明を説明する。な
お、実施例中の%及び部はすべて重量基準である。
お、実施例中の%及び部はすべて重量基準である。
【0034】また、実施例及び比較例中に示される重合
収率、MI値、機械物性、加熱分解率Kx(y)は次の
ようにして測定した。
収率、MI値、機械物性、加熱分解率Kx(y)は次の
ようにして測定した。
【0035】・重合収率:吐出口から搬出される粗ポリ
マを採集し、溶媒により未反応のトリオキサンを除いた
後重量を測り、重合収量とした。収率は重合収量を全供
給原料の和で除することにより求めた。
マを採集し、溶媒により未反応のトリオキサンを除いた
後重量を測り、重合収量とした。収率は重合収量を全供
給原料の和で除することにより求めた。
【0036】・成形:5オンスの射出能力を有する射出
成形機を用いて、シリンダ温度190℃、金型温度65
℃、成形サイクル50秒に設定して、ASTM1号ダン
ベル試験片を射出成形した。
成形機を用いて、シリンダ温度190℃、金型温度65
℃、成形サイクル50秒に設定して、ASTM1号ダン
ベル試験片を射出成形した。
【0037】・MI値:80℃の熱風オーブン中で3時
間乾燥したペレットを用い、ASTMD−1238法に
従って、温度190℃、荷重2160グラムで測定した
(グラム/10分)。
間乾燥したペレットを用い、ASTMD−1238法に
従って、温度190℃、荷重2160グラムで測定した
(グラム/10分)。
【0038】・機械物性:上記射出成形で得られたAS
TM1号ダンベル試験片を用い、ASTM D−638
法に準じて引張強度を測定した。
TM1号ダンベル試験片を用い、ASTM D−638
法に準じて引張強度を測定した。
【0039】・加熱分解率Kx(y):Kx(y)は、
x℃で一定時間放置したときの分解率を意味する。熱天
秤装置を使用して、約15ミリグラムのサンプルを、窒
素雰囲気下、x℃で放置し、次式で求めた。
x℃で一定時間放置したときの分解率を意味する。熱天
秤装置を使用して、約15ミリグラムのサンプルを、窒
素雰囲気下、x℃で放置し、次式で求めた。
【0040】 Kx(y)=(W0−Wy)×100/W0 (%) ここで、W0は加熱前のサンプル重量、Wyはy分間加
熱後のサンプル重量を意味する。なお、熱天秤装置は、
セイコー電子社のTG/DTA200を使用し、x=2
46℃、y=40分間で測定した。
熱後のサンプル重量を意味する。なお、熱天秤装置は、
セイコー電子社のTG/DTA200を使用し、x=2
46℃、y=40分間で測定した。
【0041】実施例1 図1に示したようなセルフクリーニング型二軸混合機を
重合反応機として用い、80℃に溶融したトリオキサン
を30kg/h、触媒として三フッ化ホウ素・ジエチル
エーテラートを2.25重量%含むベンゼン溶液を0.
20kg/hおよび環状エーテルとして1,3−ジオキ
ソランを1.2kg/hを供給した。また、分子量調節
剤としてエチラールをトリオキサンに対し1000pp
mとなるようにトリオキサンに溶解させた。
重合反応機として用い、80℃に溶融したトリオキサン
を30kg/h、触媒として三フッ化ホウ素・ジエチル
エーテラートを2.25重量%含むベンゼン溶液を0.
20kg/hおよび環状エーテルとして1,3−ジオキ
ソランを1.2kg/hを供給した。また、分子量調節
剤としてエチラールをトリオキサンに対し1000pp
mとなるようにトリオキサンに溶解させた。
【0042】反応機の内径は100mm、L/Dは10
であった。パドルは図2(A)に示したような凸レンズ
型のパドルで、1枚単独では厚さ20mmのものであ
り、2枚重ね合わせて厚さ40mmのものとして用い
た。またパドルの配列は図3に示したような送り効果の
少ない進行方向に45度及び90度ずらせた組合せで厚
さ大のものは40mm、厚さ小のものは20mmを用い
た。なお供給口下部及び吐出口上部は通常のスクリュー
となっている。
であった。パドルは図2(A)に示したような凸レンズ
型のパドルで、1枚単独では厚さ20mmのものであ
り、2枚重ね合わせて厚さ40mmのものとして用い
た。またパドルの配列は図3に示したような送り効果の
少ない進行方向に45度及び90度ずらせた組合せで厚
さ大のものは40mm、厚さ小のものは20mmを用い
た。なお供給口下部及び吐出口上部は通常のスクリュー
となっている。
【0043】撹拌軸は同方向で55rpmに設定した。
この時の平均滞留時間は約4分であった。
この時の平均滞留時間は約4分であった。
【0044】反応機の胴の外周のジャケットは、反応機
前半部、中間部、後半部の3つに分かれており、それぞ
れに反応機内部の温度が測れるように熱電対を設置し
た。またジャケット内部には、15℃に温度調節した冷
却水を前半部、中間部、後半部別々にそれぞれ300k
g/hずつ流した。撹拌軸内部の流路にも、15℃に温
度調節した冷却水を300kg/h流した。
前半部、中間部、後半部の3つに分かれており、それぞ
れに反応機内部の温度が測れるように熱電対を設置し
た。またジャケット内部には、15℃に温度調節した冷
却水を前半部、中間部、後半部別々にそれぞれ300k
g/hずつ流した。撹拌軸内部の流路にも、15℃に温
度調節した冷却水を300kg/h流した。
【0045】この時の反応機内部の温度は、前半部が5
4.3℃、中間部が56.1℃、後半部が53.7℃で
あった。吐出口からは白色の粉体状ポリマが28.5k
g/hで得られた。この時の重合収率は92.6%であ
った。
4.3℃、中間部が56.1℃、後半部が53.7℃で
あった。吐出口からは白色の粉体状ポリマが28.5k
g/hで得られた。この時の重合収率は92.6%であ
った。
【0046】得られた白色粉末状ポリマ100重量部に
対して、触媒失活剤としてビス(1,2,2,6,6−
ペンタメチル−4−ピペリジニル)セバケート(三共
“サノール”LS765)0.18重量部を9重量%ベ
ンゼン溶液として添加した後、さらにトリエチレングリ
コールビス{3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−
ヒドロキシフェニル)プロピオネート}(チバガイギー
“イルガノックス”245)0.3重量部、ステアリン
酸カルシウム0.1重量部、メラミン0.1重量部を添
加し、通常のベント付二軸押出機に連続供給し、230
℃、10mmHgで不安定末端を分解し溶融安定化し、
水中に吐出しカッティングを行ってペレット状のポリア
セタール共重合体を得た。得られたペレットのMI値は
8.5であった。またその時の加熱分解率はK246
(40)=0.8%であった。
対して、触媒失活剤としてビス(1,2,2,6,6−
ペンタメチル−4−ピペリジニル)セバケート(三共
“サノール”LS765)0.18重量部を9重量%ベ
ンゼン溶液として添加した後、さらにトリエチレングリ
コールビス{3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−
ヒドロキシフェニル)プロピオネート}(チバガイギー
“イルガノックス”245)0.3重量部、ステアリン
酸カルシウム0.1重量部、メラミン0.1重量部を添
加し、通常のベント付二軸押出機に連続供給し、230
℃、10mmHgで不安定末端を分解し溶融安定化し、
水中に吐出しカッティングを行ってペレット状のポリア
セタール共重合体を得た。得られたペレットのMI値は
8.5であった。またその時の加熱分解率はK246
(40)=0.8%であった。
【0047】このポリアセタール共重合体を射出成形
し、成形品の機械物性を測定した。引張強度は61MP
a、引張破断伸びは62%であった。
し、成形品の機械物性を測定した。引張強度は61MP
a、引張破断伸びは62%であった。
【0048】比較例1 撹拌軸に流路のない撹拌軸を用いたほかは実施例1と同
様の方法で重合を行った。反応機の胴の外周のジャケッ
ト内部には、15℃に温度調節した冷却水を前半部、中
間部、後半部別々にそれぞれ300kg/hずつ流し
た。
様の方法で重合を行った。反応機の胴の外周のジャケッ
ト内部には、15℃に温度調節した冷却水を前半部、中
間部、後半部別々にそれぞれ300kg/hずつ流し
た。
【0049】この時の反応機内部の温度は、前半部が5
8.2℃、中間部が70.6℃、後半部が65.2℃で
あった。吐出口からは白色の粉体状ポリマが26.7k
g/hで得られた。この時の重合収率は85.7%であ
った。
8.2℃、中間部が70.6℃、後半部が65.2℃で
あった。吐出口からは白色の粉体状ポリマが26.7k
g/hで得られた。この時の重合収率は85.7%であ
った。
【0050】実施例1と同じ方法により得られたペレッ
トのMI値は、13.9であった。またその時の加熱分
解率はK246(40)=1.7%であった。
トのMI値は、13.9であった。またその時の加熱分
解率はK246(40)=1.7%であった。
【0051】このポリアセタール共重合体を射出成形
し、成形品の機械物性を測定した。引張強度は58MP
a、引張破断伸びは69%であった。
し、成形品の機械物性を測定した。引張強度は58MP
a、引張破断伸びは69%であった。
【0052】実施例2 触媒と1,3−ジオキソランを予め30℃にて配管内で
約2分間混合することにより触媒の活性化を行い、反応
機に供給したほかは、全く実施例1と同様の方法で重合
した。
約2分間混合することにより触媒の活性化を行い、反応
機に供給したほかは、全く実施例1と同様の方法で重合
した。
【0053】この時の反応機内部の温度は、前半部5
8.4℃、中間部が55.2℃、後半部が51.9℃で
あった。吐出口からは白色の粉体状ポリマが29.0k
g/hで得られた。この時の重合収率は95.1%であ
った。
8.4℃、中間部が55.2℃、後半部が51.9℃で
あった。吐出口からは白色の粉体状ポリマが29.0k
g/hで得られた。この時の重合収率は95.1%であ
った。
【0054】実施例1と同じ方法により得られたペレッ
トのMI値は、8.7であった。またその時の加熱分解
率はK246(40)=0.6%であった。
トのMI値は、8.7であった。またその時の加熱分解
率はK246(40)=0.6%であった。
【0055】このポリアセタール共重合体を射出成形
し、成形品の機械物性を測定した。引張強度は62MP
a、引張破断伸びは60%であった。
し、成形品の機械物性を測定した。引張強度は62MP
a、引張破断伸びは60%であった。
【0056】比較例2 撹拌軸に流路のない撹拌軸を用いたほかは実施例2と同
様の方法で重合を行った。
様の方法で重合を行った。
【0057】この時の反応機内部の温度は、前半部が6
5.3℃、中間部が64.2℃、後半部が60.3℃で
あった。吐出口からは白色の粉体状ポリマが28.3k
g/hで得られた。この時の重合収率は91.7%であ
った。
5.3℃、中間部が64.2℃、後半部が60.3℃で
あった。吐出口からは白色の粉体状ポリマが28.3k
g/hで得られた。この時の重合収率は91.7%であ
った。
【0058】実施例1と同じ方法により得られたペレッ
トのMI値は、10.2であった。またその時の加熱分
解率はK246(40)=1.1%であった。
トのMI値は、10.2であった。またその時の加熱分
解率はK246(40)=1.1%であった。
【0059】このポリアセタール共重合体を射出成形
し、成形品の機械物性を測定した。引張強度は61MP
a、引張破断伸びは65%であった。
し、成形品の機械物性を測定した。引張強度は61MP
a、引張破断伸びは65%であった。
【0060】実施例3 トリオキサンを10kg/h、触媒として三フッ化ホウ
素・ジエチルエーテラートを2.25重量%含むベンゼ
ン溶液を0.05kg/h及び1,3−ジオキソランを
0.4kg/hを供給し、撹拌軸の回転数を40rpm
に設定し、反応機の胴の外周のジャケット内部には、4
5℃に温度調節した温水を前半部、中間部、後半部別々
にそれぞれ300kg/hずつ流し、撹拌軸内部にも、
45℃に温度調節した温水を300kg/h流したほか
は、実施例1と同様の方法で重合を行った。
素・ジエチルエーテラートを2.25重量%含むベンゼ
ン溶液を0.05kg/h及び1,3−ジオキソランを
0.4kg/hを供給し、撹拌軸の回転数を40rpm
に設定し、反応機の胴の外周のジャケット内部には、4
5℃に温度調節した温水を前半部、中間部、後半部別々
にそれぞれ300kg/hずつ流し、撹拌軸内部にも、
45℃に温度調節した温水を300kg/h流したほか
は、実施例1と同様の方法で重合を行った。
【0061】このときの反応機の内部の温度は、前半部
が52.6℃、中間部が55.8℃、後半部が56.1
℃であった。吐出口からは白色の粉体状ポリマが9.5
kg/hで得られた。このときの重合収率は92.4%
であった。
が52.6℃、中間部が55.8℃、後半部が56.1
℃であった。吐出口からは白色の粉体状ポリマが9.5
kg/hで得られた。このときの重合収率は92.4%
であった。
【0062】実施例1と同じ方法により得られたペレッ
トのMI値は、7.9であった。またそのときの加熱分
解率はK246(40)=0.8%であった。
トのMI値は、7.9であった。またそのときの加熱分
解率はK246(40)=0.8%であった。
【0063】このポリアセタール共重合体を射出成形
し、成形品の機械物性を測定した。引張強度は61MP
a、引張破断伸びは64%であった。
し、成形品の機械物性を測定した。引張強度は61MP
a、引張破断伸びは64%であった。
【0064】比較例3 撹拌軸に流路のない反応機を用いたほかは実施例3と同
様の方法で重合を行った。反応機の胴の外周のジャケッ
ト内部には、45℃に温度調節した冷却水を前半部、中
間部、後半部別々にそれぞれ300kg/hずつ流し
た。
様の方法で重合を行った。反応機の胴の外周のジャケッ
ト内部には、45℃に温度調節した冷却水を前半部、中
間部、後半部別々にそれぞれ300kg/hずつ流し
た。
【0065】この時の反応機内部の温度は、前半部が4
5.1℃、中間部が51.2℃、後半部が42.8℃で
あった。吐出口からは白色粉体状ポリマが8.8kg/
hで得られた。このときの重合収率は80.2%であっ
た。
5.1℃、中間部が51.2℃、後半部が42.8℃で
あった。吐出口からは白色粉体状ポリマが8.8kg/
hで得られた。このときの重合収率は80.2%であっ
た。
【0066】実施例1と同じ方法により得られたペレッ
トのMI値は、6.2であった。またそのときの加熱分
解率はK246(40)=0.9%であった。
トのMI値は、6.2であった。またそのときの加熱分
解率はK246(40)=0.9%であった。
【0067】このポリアセタール共重合体を射出成形
し、成形品の機械物性を測定した。引張強度は60MP
a、引張破断伸びは59%であった。
し、成形品の機械物性を測定した。引張強度は60MP
a、引張破断伸びは59%であった。
【0068】これらの結果から本発明の重合方法により
重合収率が高められ、あるいは、高い重合度が得られ、
かつ得られたポリマの熱安定性も優れていることが明ら
かである。
重合収率が高められ、あるいは、高い重合度が得られ、
かつ得られたポリマの熱安定性も優れていることが明ら
かである。
【0069】
【発明の効果】機械機構部品、電気・電子部品等、幅広
い用途に使用されているポリアセタール共重合体製造工
程において本発明の重合方法を用いることにより、高品
質かつ高生産性で得ることができる。
い用途に使用されているポリアセタール共重合体製造工
程において本発明の重合方法を用いることにより、高品
質かつ高生産性で得ることができる。
【図1】本発明を実施するための重合反応機の一部切開
側面図を示す。
側面図を示す。
【図2】(A)、(B)、(C)は重合反応機中のパド
ルの部分断面図を示す。
ルの部分断面図を示す。
【図3】重合反応機中のパドルの配列方法を表わす模式
図を示す。
図を示す。
1、1’:撹拌軸 2、2’:パドル 3:ジャケット 4:供給口 5:吐出口 6:スクリュー 7:ロータリージョイント
Claims (6)
- 【請求項1】 反応機の断面が2個の重なり合った異心
同径円の形状を有し、反応機の両端部にそれぞれ原料供
給口と重合生成物の吐出口を備え、その内部に一対の平
行撹拌軸と該軸上に取り付けられた複数の板状パドルを
有し、該パドルは撹拌軸の長手方向に垂直の断面が凸レ
ンズ型、楕円形、または、各頂角で仮想円に内接する擬
多角形であって、一方の撹拌軸に固定されたパドルは他
方の撹拌軸に固定されたパドルと相対し、一つのパドル
はその先端で胴の内面及び相対するパドルと僅少なクリ
アランスを保って回転するような連続撹拌混合機を反応
機として使用して、トリオキサンとその共重合可能な化
合物と触媒を供給口より供給し重合させ、ポリアセター
ル共重合体を吐出口より粉粒体として取り出すトリオキ
サンの重合方法において、反応機の胴の外周に加熱また
は冷却用のジャケットを設け、更に撹拌軸内に流体が往
復して流れる流路を設けることにより、反応機の胴の外
周及び撹拌軸から加熱または冷却を行うことを特徴とす
るトリオキサンの重合方法。 - 【請求項2】 撹拌軸内に流れる流体が冷却を目的とし
た冷媒であることを特徴とする請求項1記載のトリオキ
サンの重合方法。 - 【請求項3】 反応機のパドル先端と胴の内面とのクリ
アランスがパドル外接円の直径の2%以下であることを
特徴とする請求項1記載のトリオキサンの重合方法。 - 【請求項4】 反応機において、胴の長さLと胴の内径
Dの比、即ちL/Dが3〜15である請求項1記載のト
リオキサンの重合方法。 - 【請求項5】 反応機の胴の外周のジャケットが、反応
機の前半部、中間部、後半部に分かれ、それぞれに流体
を流すことを特徴とする請求項1記載のトリオキサンの
重合方法。 - 【請求項6】 トリオキサンと共重合可能な化合物が環
状エーテル、または、環状ホルマールであり、該共重合
可能な化合物と触媒を予め混合してから供給口より供給
することを特徴とする請求項1記載のトリオキサンの重
合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19724592A JPH0641261A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | トリオキサンの重合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19724592A JPH0641261A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | トリオキサンの重合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0641261A true JPH0641261A (ja) | 1994-02-15 |
Family
ID=16371269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19724592A Pending JPH0641261A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | トリオキサンの重合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641261A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006096899A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | オキシメチレン共重合体の製造方法 |
| CN108481595A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-09-04 | 郑州轻工业学院 | 一种利用偏心辊筒强化混炼高分子材料的方法及装置 |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP19724592A patent/JPH0641261A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006096899A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | オキシメチレン共重合体の製造方法 |
| CN108481595A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-09-04 | 郑州轻工业学院 | 一种利用偏心辊筒强化混炼高分子材料的方法及装置 |
| CN108481595B (zh) * | 2018-04-16 | 2024-05-10 | 郑州轻工业学院 | 一种利用偏心辊筒强化混炼高分子材料的方法及装置 |
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