JPS6213974B2 - - Google Patents
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- JPS6213974B2 JPS6213974B2 JP54112748A JP11274879A JPS6213974B2 JP S6213974 B2 JPS6213974 B2 JP S6213974B2 JP 54112748 A JP54112748 A JP 54112748A JP 11274879 A JP11274879 A JP 11274879A JP S6213974 B2 JPS6213974 B2 JP S6213974B2
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- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Description
本発明はポリアセタールの製造方法に関する。
さらに詳細には、本発明は、いわゆる塊状重合法
によりトリオキサンを単独重合または共重合させ
てポリアセタール単独重合体または共重合体を製
造する方法に関する。
トリオキサンの塊状重合の方法や装置について
は従来種々の提案がある。例えば、トリオキサン
の連続塊状重合に関して、特開昭51―84890号公
報には、重合反応機が一対のシヤフトの外部境界
に実質的にそつた長いケースより成り、上記シヤ
フトが多数の互にからみ合う楕円形板をもち、そ
の楕円形板がその板の長軸端で相手の表面をなで
る様かみ合う扁平端をもつ重合反応機が提案され
ている。この反応機は楕円形板の長軸端に相手の
楕円形板の表面をなでる様かみ合う扁平端を持つ
点に特徴がある。しかしながら、本発明者の研究
によれば、後述する比較例に示すとおり、このよ
うな反応機では扁平端が胴内面に付着した重合生
成物のスケールを削る効果はほとんど見られず、
むしろ、胴内面またはスケール表面に付着した重
合生成物を扁平端部で圧縮し、スケールとして固
着させてしまい、工業的に見た場合、このような
反応機でトリオキサンの連続塊状重合を長期間安
定した状態で行なうことはほとんど不可能とさえ
思えた。
本発明者らは、上記従来法の欠点を解決して、
工業的に、長期間安定してトリオキサンの連続塊
状重合を行う方法を開発すべく鋭意研究の結果、
鋭利な先端をもつ凸レンズ形の板状パドルを有す
るいわゆるセルフクリーニング性の高い反応機を
用いることにより、スケール付着ならびにそれに
ともなう撹拌軸のたわみおよび偏心の問題を解消
し得、しかも、比較的低いL/Dで高品質のポリ
アセタールを高転化率で長期間安定して製造し得
る方法を完成し本発明に到達した。かかる本発明
の目的および利点は、本発明によれば、離れた位
置に原料供給口と反応生成物の吐出口とを備えた
中空胴を持ち、この胴は複数個の異心同径の円が
重り合つた形状の断面を有し、そして重り合つて
欠如している部分が複数個あるときには該欠如し
ている部分の形状は互にほぼ合同形をなしてお
り;この胴の外周に温度制御用ジヤケツトを備
え;中空胴の内部には上記それぞれの円の中心部
に胴の長手方向に平行に位置する撹拌軸を備え、
該撹拌軸はそれぞれ互に接するように該撹拌軸に
固定された複数個の板状のパドルを有しており、
該板状のパドルは該撹拌軸方向に垂直方向の断面
が凸レンズ型であつて、該凸レンズ型断面はその
長軸方向の両先端が鋭利であり且つ該長軸を含む
面を対称面とする形状を有しており;1つのパド
ルは他の撹拌軸に固定された他のパドルの少くと
も1つと相対し、該1つのパドルはその鋭利な先
端でそれが属する胴の内面および該他のパドルの
側面と僅少なクリアランスを保つて回転するよう
に位置されている連続撹拌混合機を反応機として
用い、ここでパドルの先端と胴内面との間の第1
のクリアランスはパドルの長径の2%以下であり
かつ一方の軸のパドルの先端と他方の軸のパドル
の側面との第2のクリアランスは上記第1のクリ
アランスの5倍以下であり、該反応機の前記供給
口より溶融トリオキサンおよび触媒、所望によつ
て共単量体を含む液状の原料混合物を連続的に供
給し、前記パドルの回転により原料混合物を前記
吐出口へ移動させながら重合反応を行なわせ、吐
出口より未反応物を5重量%を越え40重量%以下
で含有する反応生成物を粉粒体として取り出すこ
とを特徴とするポリアセタールの単独重合体また
は共重合体の製造方法により達成される。
本発明に用いる反応機は連続撹拌混合機であ
り、複数個の異心同径の円が重り合つた形状の断
面を有する中空胴を有する。複数個とは最も典型
的には2個であるが、3個あるいは4個であつて
もよい。2個の円の重ね合せ方は1種類である
が、3個以上の円の場合には種々の重ね合せ方が
考えられる。3個の円の場合例えば直線状に3個
並べて重ね合せることもでき、又、3角状に重ね
合せることもできる。3個以上の円の場合には、
重なり合つた部分すなわち実際には欠如している
部分の形状が2つ以上の複数個形成されるが、そ
の場合の欠如部分の形状は、ほぼ合同形をなして
いることが必要である。
本発明に用いる反応機を、第1図および第2図
によつて説明する。第1図および第2図には、異
心同径の2つの円が重り合つて8字形の断面を形
成している本発明に用いられる反応機の例が模式
的に示されている。
すなわち、本発明に用いる反応機は、第1図お
よび第2図に模式的に例示したように、軸1,
1′の回転に当り内部表面に対してセルフクリー
ニング作用を伴う連続撹拌混合機であり、胴2の
外周には1個または複数個に分割されていて独立
に温度制御のできる加熱用または冷却用ジヤケツ
ト3を有する。また胴2内の撹拌軸1,1′の内
部は加熱または冷却用の媒体を通ずることが出来
る構造とすることができる。2本の撹拌軸1,
1′には、それぞれ外形が凸レンズ形であつて、
その長軸方向の両先端が鋭利であり、且つ該長軸
を含む面を対称面とする断面を有するパドル4,
4′…が多数固定されている。鋭利とは、文字通
り扁平でないことを意味している。このパドルに
は第2図Aのような側面がフラツト型のものと第
2図Bのようなヘリカル型のものとがあり、この
パドル4,4′…の組合せにより反応系の相変化
に対応した送りを行うことが出来る。2本の撹拌
軸1,1′は同方向に回転し、同一断面におい
て、撹拌軸1に固定されたパドルの1つは、撹拌
軸1′に固定された他のパドルと相対し、一方の
撹拌軸1のパドル4の先端は、絶えず他方の撹拌
軸1′のパドル4′の側面および胴の内面とわずか
なクリアランスを保ちながら回転する。それ故、
反応混合物はパドル4,4′…と胴2の間に形成
される空間の絶えまない容積変化により、圧縮と
膨張を絶えず受けて激しく混合される。パドル4
を固定している撹拌軸1とパドル4′を固定して
いる撹拌軸1′との距離、換言すれば、中空胴の
断面における2つの円の重り合いは、円の中心と
2つの交点とを結ぶ角度が約80゜〜約100゜とす
るのが好ましく、特に85゜〜90゜とするのが好ま
しい。かくすることにより、パドル4とパドル
4′の相互のクリーニングを有利に行うことがで
きる。パドル4,4′…の先端と胴2との間のク
リアランスは好ましくはパドルの長径(長軸方向
の径)の2%以下、特に好ましくは1%以下であ
り、一方の撹拌軸のパドルの先端と他方の軸につ
いたパドルの側面とのクリアランスはこの5倍以
下、好ましくは2倍以下である。これ以上のクリ
アランスがある場合には、細かく粉砕された重合
生成物が得られず、また胴内面に付着した厚いス
ケールによつてジヤケツトとの伝熱が妨害され、
反応温度の制御がしばしば困難となる場合がある
ので好ましくない。
第2図に示したように、凸レンズ形断面を持つ
パドルはその先端部が鋭利に加工されている。先
端部として特に硬い材料を溶接して用いることも
できる。この鋭つた先端部は胴内面に付着したス
ケールをけずり取る効果を持つ。板状のパドルの
厚さは、パドルの長軸方向の長さの1/20〜1/5程
度である。
トリオキサンの連続塊状重合においては、反応
初期に数センチポイズの粘度の液状反応混合物
が、数分間でスラリー状から固体状へ変化する。
このような激しい相変化に対応して反応混合物を
混合し、かつ供給口から吐出口へ向つて移動させ
るためには、前述したパドルの組合せを供給口か
ら吐出口へ向つて適当に変化させることが望まし
い。本発明者らは、反応機の原料供給口付近に送
り効果の大きいパドル組合せを用い、吐出口へ向
つて順次送り効果の小さいパドル組合せを用いる
ことが好ましいことを見い出した。ここにいう送
り効果とは、内容物を供給口から吐出口へ移動さ
せる効果である。供給口から吐出口へ向つて次の
パドルを撹拌軸が回転する方向と逆方向に45゜ず
らせてとりつけた場合が最も送り効果が大きく、
90゜ずらせてとりつけた場合にはこれよりも送り
効果が小さく、撹拌軸の回転する方向に45゜ずら
せてとりつけた場合が送り効果が最も小さい。ま
た、パドルとしては、その側面が撹拌軸の回転に
より内容物を吐出口へ向つて押し出すようにねじ
れて加工された送りヘリカル型を用いこともで
き、これらの組合せは、通常のフラツト型のパド
ルを同じ角度で組合せた場合よりも送り効果が大
きい。また、ヘリカル型としては、送り型とに撹
拌軸が回転した際に内容物を供給口へ戻すように
側面がねじれて加工されている逆ヘリカル型を用
いることもでき、これらの組合せを用いる場合に
は、同じ角度で組合されたフラツト型のものより
も送り効果は小さくなる。さらに、このようなパ
ドルにより形成される領域の前後には、互にかみ
合うスクリユーをおくこともできる。また、厚さ
の異なるパドルを組合せて用いることもできる。
このようにスクリユーおよびパドルの種々の組合
せを、供給口から吐出口へ向つて反応混合物の相
変化に対応するように種々変化させ、任意の送り
効果を有する組合せをつくることができる。この
ように、各反応域によつて送り効果の異なるパド
ルの組合せを用いることによつて、反応機内の内
容物の充填率は全反応域でほぼ均一に保つことが
でき、そして内容物は、撹拌軸が回転する際に、
パドルとパドルの間およびパドルと胴内面の間で
一種のころの役目をはたすために、パドルとパド
ルやパドルと胴内面の金属同志の接触を防止す
る。これは反応機が長時間安定した運転を行なえ
るひとつの理由となる。
本発明の好ましい実施態様においては、原料供
給口の直下である原料供給口側の一部には送りス
クリユーが設置され、撹拌軸が回転する際に反応
混合物は、そのスクリユーを介してただちにパド
ルを組合せてなる領域に導かれる。反応混合物
は、最初、数姓ンチポイズの粘度の液体であり、
反応混合物導入直後の領域には送りスクリユーま
たは最も送り効果の大きいパドル組合せを用い
る。ついで、反応混合物がスラリー状へ変化する
領域へ向つてしだいに送り効果の小さいパドル組
合せに変化させ、反応混合物が粉粒体化する領域
では、送り効果のさらに小さいパドル組合せへと
変化させる。送り効果の減少の程度は、反応温
度、原料供給量、触媒量などの反応条件により調
節される。
本発明の方法に用いられる工業的に安価であ
り、かつパドル先端と胴との間のクリアランスが
パドル長径の2%以下、好ましくは1%下、であ
るように製作可能な反応機としては、胴の長さL
と異心同径の円の重り合つた胴断面の該円の内径
との比、すなわち、L/Dは30以下、好ましくは
15以下、のものであるが、通常、L/Dが5〜
30、好ましくは6〜15、の範囲で選ばれる。かか
る反応機を用いることにより十分な滞在時間とす
ることができ、十分に高転化率で高品質のポリア
セタールを得ることができる。L/Dが5より小
さいと十分な高転化率を得ることが困難である。
また、完全に粉砕された粉粒体として重合生成
物を得るためには、撹拌軸の回転速度を、パドル
先端の回転周速度が800〜5000cm/minの範囲で
あるようにすることが好ましく、1600〜4000cm/
minであるようにすることがさらに好ましい。本
発明においては先端の鋭利なパドルを用いている
ために5000cm/minのような比較的高い回転周速
度を選ぶことができる。
さらに、本発明の方法を好適に実施するために
は、反応温度が60〜150℃、好ましくは65〜115
℃、すなわちトリオキサンが液状に保たれる温度
範囲という比較的高温が選ばれる。かかる高温に
おいても暴走反応を起すことなく高品質のポリア
セタールを得ることができる。反応温度が60℃よ
り低いと、反応速度が低くなり、十分な高転化率
を得ることが困難になるし、反応温度が450℃よ
り高くなると、解重合等により十分高品質のポリ
アセタールを得ることが困難になる。
以上述べたごとく、本発明においては鋭利な先
端を有する凸レンズ形の板状のパドルが用いられ
るが、かかるパドルを用いることによつて胴内面
のスケールを効率よくかき取ることができ、スケ
ールに押されて撹拌軸がたわむこともない。ま
た、反応混合物の相変化に応じて送り効果を変化
させるようにパドル組合せを変えることによつ
て、反応機内の内部充填率を各領域でほぼ一定に
することが可能となり、過充填による回転トルク
の異常上昇や過小充填による反応領域の無駄空間
の発生も防止できる。本発明はこのような種々の
利点を有し、ここに始めて工業的に有利なトリオ
キサンの連続塊状重合が可能となつた。さらに、
本発明によれば、連続塊状重合反応機のL/Dお
よび回転周速度を所定の範囲に満足させることが
容易にでき、それによつて、伝熱効果が高く、安
定した連続運転が可能な反応機を用いるトリオキ
サンの連続重合法が確立された。
このようなトリオキサンの連続塊状重合反応機
の適正なパドル組合せ、L/Dおよび回転周速度
についての知見は、従来全く明らかにされておら
ず、したがつて、本発明は新規な且つ工業的に有
用な技術を提供するものである。
本発明は、上記の如くトリオキサンの単独重合
または共重合に用いられる。共重合体はオキシメ
チレン主鎖に0.4〜40モル%、好ましくは0.4〜10
モル%の炭素数2以上のオキシアルキレン単位を
含むものである。オキシアルキレン単位を与える
共単量体である環状エーテルまたは環状アセター
ルは、例えば一般式(1)のものである。
ここに、式中R1,R2,R3およびR4は同一また
は位異なるものであり、水素原子、アルキル基ま
たはハロゲンで置換されたアルキル基を表わす。
R5はメチレン基またはオキシメチレン基または
各々アルキル基、ハロゲン化アルキル基で置換さ
れたメチレン基またはオキシメチレン基〔その際
nは0乃至3の整数〕を意味するか、、さらには
(―CH2)―nOCH2―,(―O―CH2―CH2)―nO―
CH2―〔この場合nは1に等しく、mは1乃至4
の整数〕で表わされる二価の基を意味する。上記
のアルキル基は1乃至5個の炭素原子を有し、そ
の水素原子が0乃至3個のハロゲン原子、殊に塩
素原子に置換されてもよい。
環状アセタールまたは環状エーテルとしては、
殊にエチレンオキシド、グリコールホルマールま
たはジグリコールホルマールが具体的に挙げられ
る。さらに、例えばプロピレンオキシドやエピク
ロルヒドリンも使用しうる。更に、長鎖α,ω―
ジオールの環状ホルマール、たとえばブタンジオ
ールホルマール、すなわち1,3―ジオキセパ
ン、またはヘキサンジオールホルマールも適す
る。
重合触媒としては、一般のカチオン重合触媒が
用いられるが、特にふつ化ほう素、ふつ化ほう素
水和物、または酸素原子をもつ有機化合物とふつ
化ほう素との配位化合物が用いられる。ふつ化ほ
う素のエーテル類との配位化合物、特に三ふつ化
ほう素エーテラート〔BF3・O(C2H5)2〕は好ま
しい触媒である。三ふつ化ほう素エーテラート
は、通常、トリオキサン1モルあたり0.01〜1ミ
リモル、好ましくは0.05〜0.2ミリモル、の量で
用いられる。
本発明では無水の不活性媒体を比較的少量用い
て重合を行つてもよい。不活性媒体の使用は、こ
の媒体の蒸発による潜熱にて直接的に反応熱及び
剪断発熱を制御し、反応をスムーズにする。不活
性媒体としては、トリオキサン、共単量体または
触媒を溶解するものでも、また溶解しないもので
もよく、例えばヘキサン、ヘプタン、シクロヘキ
サンなどの脂肪族または環状脂肪族炭化水素;ベ
ンゼン、トルエン、ニトロベンゼンなどの芳香族
炭化水素;石油軽質留分;二塩化エタン、四塩化
炭素の如きハロゲン化炭化水素などが用いられ
る。これらの不活性媒体は、一般に、使用トリオ
キサン量の10重量%以下の量で使用するのがよ
い。
また、本発明では常法のように連鎖移動剤を用
いて製品の重合度を調節することができる。連鎖
移動剤に特に制限はなく、アルコール類、たとえ
ばメタノール、エタノール、フエノール類、たと
えばフエノール、2,6―ジメチルフエノール、
およびアセタール類、たとえばメチラール、ビス
〔メトキシメチル〕エーテル、など種々の公知の
連鎖移動剤が用いられる。
第1図において、本発明に用いる反応機の原料
供給口5は胴の一方端に設けられている。原料の
各成分、すなわちトリオキサン、触媒ならびに場
合により共単量体、連鎖移動剤および/または不
活性媒体は、供給口5へ導入される直前に混合さ
れてもよいし、また別々に導入されてもよい。特
に、トリオキサンと環状エーテル又は環状アセタ
ールを共重合させてポリアセタール共重合体を得
る連続反応においては、第3図に示すように、共
単量体供給ノズルの先端と重合触媒供給ノズルの
先端とを近接して開口せしめ、上記両ノズルの先
端をトリオキサンの流れで洗い流して混合し、か
くして得られた反応混合物を直ちに反応機に供給
する方法が有利である。第3図中、8はトリオキ
サン流入路、9は共単量体供給ノズル、10は重
合触媒供給ノズルであり、11はオリフイス部、
12は反応混合物の出口である。オリフイス部に
おいては、反応混合物の流れを20cm/sec以上の
線速度にして流すことが好ましい。このような原
料混合装置を用いることにより、トリオキサンの
10重量%以下の不活性媒体を含む原料混合物を、
供給口先端がスケールによつて閉そくするという
ようなトラブルを起すことなく、順調に反応機に
供給することができる。原料混合物は、反応機に
供給されたのち輸送と混合を受けて短時間のうち
に重合する。重合生成物は、胴の他方端の吐出口
6より排出される。吐出口6は、重合生成物を粉
粒体で排出するための通常の開孔であるが、必要
に応じて反応機内の滞留量を調節するためダンパ
ー7を設けてもよい。この反応機での滞留時間
は、通常0.5〜30分、好ましくは1〜10分間であ
る。粉粒体として吐出された重合生成物は、40重
量%以下、例えば5重量%の未反応物を含むもの
であり、そのままで十分後処理が可能なものであ
るが、未反応物を5重量%を越えて含有する場合
には、場合により直ちに第2段の連続混合機に導
入して未反応物が5重量%以下となるまで、さら
に高転化率としてもよい。第2段の混合機として
は、前記の第1段反応機と同型の連続撹拌混合
機、または同様に高伝熱面をもつがセルフクリー
ニング性は小さい横型連続混合機などが用いられ
る。
すなわち、横型連続混合機としては、撹拌翼外
面と中空胴内面とのクリアランスあるいは撹拌翼
外面同志のクリアランスが必ずしも狭小でない構
造を持つものが用いられる。
それ故、本発明によれば、前記した如き条件下
に前記した連続撹拌混合機内で重合反応を行い、
未反応物を5重量%を越え40重量%以下で含有す
る反応生成物を粉粒体として取出し、次いでこの
反応生成物を、該連続撹拌混合機に直結した上記
の如き第2段の混合機に導いて更に重合反応を行
い、未反応物を5重量%以下で含有する実質的に
重合を完結せしめた重合生成物を粉粒体として取
り出すことを特徴とするポリアセタールの単独重
合体または共重合体の製造方法が同様に提供され
る。
上記第2段の混合機内の反応では、反応温度は
20〜130℃、好ましくは40〜80℃であり、滞在時
間は5〜120分、好ましくは10〜100分に保持され
る。反応の熟成を受けて重合生成物は重合の完結
へ導かれる。
本発明方法により上記の如くして得られた第1
段の混合機又は第2段の混合機から吐出された高
転化率の重合生成物は、次いで直ちに重合停止剤
の添加混合により反応停止がなされる。重合停止
剤としては種々の公知の重合停止剤が用いられる
が、とりわけ先に本発明者らが提案した三級ホス
フイン化合物が有利に用いられる。停止剤の添加
は、反応機に直結した連続式の横型混合機により
連続的に行うのが好ましい。第2段の混合機を用
いるときには、これに直結した横型混合機により
同様に行うのが好ましい。このようにすれば重合
停止された粗ポリマーを停止剤混合機から連続的
にとり出すことができる。この場合、反応機およ
び場合によりこれと直結した第2段の混合機によ
り形成されている重合反応系は、原料供給口と吐
出口の他には大気への開口部を持たない密閉され
た系とし、停止剤混合機は、重合生成物の供給口
および粗ポリマーの吐出口とこの直上に設けられ
たベント口を有するものとするのが好ましい。重
合反応中に発生する廃ガスは、停止剤混合機のベ
ント口より回収される。また、この重合停止され
た粗ポリマーをすみやかに粉砕し、さらに粒度の
細かい粗ポリマーとすることも可能である。粉砕
機としては、ジヨークラツシヤー、ロータリーミ
ル、ハンマーミル、フエザーミル、ロータリーカ
ツターミル、ターボミルあるいは分級式衝撃粉砕
機などが用いられる。
トリオキサンと環状アセタールまたは環状エー
テルとの共重合の場合、三級ホスフイン化合物を
添加されて重合停止された粗ポリマーに、公知の
熱安定剤を添加混合し、そのままポリマーの融点
以上から融点より100℃高い温度までの温度範囲
で加熱混練し、不安定部分を分解除去することに
よつて更に安定化されたポリアセタール共重合体
を得ることができる。この共重合体の極限粘度
(2重量%のα―ピネンを添加したp―クロロフ
エノール中、60℃で測定)は、重合反応条件の調
節により所望の値、すなわち実用的には1.0〜2.0
とすることができる。
次に、実施例および比較例により本発明の実施
態様を説明する。
実施例 1
第1図に示されるような反応機を用いた。胴の
内径Dは200mmで、L/Dは12であつた。供給口
5の直下には長さ1Dの送りスクリユー、続い
て、次の1Dの領域では、供給口から吐出口へ向
つて先端を撹拌軸の回転方向と逆方向に順次45゜
ずつずらせた送りヘリカル型パドル、次の1Dの
領域では、回転逆方向に順次45゜ずつずらせたフ
ラツト型パドル、次の6Dの領域では回転逆方向
に交互に90゜または45゜ずつずらせたフラツト型
パドル、次の2Dの領域では、回転同方向に交互
に90゜または45゜ずつずらせたフラツト型パドル
そして最後の1Dの領域、すなわち吐出口6の直
上では、回転同方向に順次45゜ずつずらせたフラ
ツト型パドルを用いた。パドルの厚さは、いずれ
も40mmであつた。鋭利に加工されたパドル先端と
胴内面との間のクリアランスは2mm以下、相対す
る他軸のパドル側面との間のクリアランスは4mm
以下であつた。
液状のトリオキサンが毎時80Kg、液化エチレン
オキシドが毎時2Kgそして三ふつ化ほう素エーテ
ラートが濃度10重量%のベンゼン溶液としてトリ
オキサン1モル当り0.13ミリモル用意され、第3
図に示した原料混合装置であらかじめ混合されて
直ちに供給口5に連続的に導入された。
ジヤケツト3は胴の長さ方向に4等分されてお
り、供給口側から順に反応温度が80℃、85℃、95
℃および110℃になるように熱媒体の温度を調節
した。パドル先端の回転周速度は約2500cm/
min、内容物の滞在時間は約5分であつた。この
ときトリオキサン1Kg当りの駆動エネルギーは
0.30KWHであつた。
吐出口6より未反応物5重量%を含む重合生成
物が粉粒体として得られた。この重合生成物は、
直ちに停止剤混合機に導入された。この停止剤混
合機は、一方の端に重合生成物の供給口、他方の
端に粗ポリマーの吐出口、その直上にベント口を
もち、外周に冷却用のジヤケツトを有する胴をも
ち、内部に撹拌羽根を多数備えた一対のシヤフト
をもち、そのシヤフトが互に異方向に回転して内
容物を混合する連続式横型混合機であり、その供
給口は反応機の吐出口に直結されていた。停止剤
混合機の供給口からは用いた三ふつ化ほう素エー
テラートに対して2倍モルのトリフエニルホスフ
インが、濃度20重量%のベンゼン溶液として連続
的に供給された。重合反応中に発生する廃ガス
は、停止剤混合機のベント口より回収された。
停止剤混合機から吐出された粗ポリマーは、さ
らに細かい粒度とするためにナイフが高速で回転
し、粉粒体を剪断して粉砕するフエザーミルによ
つて粉砕され、全体が10メツシユのふるいを通過
できるようにされた。
約500時間の連続運転において、得られた粗ポ
リマーの極限粘度(2重量%のα―ピネンを添加
したp―クロロフエノール中、60℃で測定)は、
1.41〜1.46dl/gで、重合収率は約95%と安定し
ていた。この間反応機の金属同志の接触による異
状音発生はなく、運転終了後に反応機内部を点検
したところ、胴内面やパドル側面や先端に傷はな
く、胴内面のスケールは、パドル先端と胴内面の
クリアランスの厚さに保たれていた。
このようにして得られた粗ポリマー100重量部
につき0.5重量部の酸化防止剤イルガノツクス259
(商品名)、0.2重量部のポリビニルピロリドンお
よび0.1重量部の水酸化カルシウムが加えられ混
合された。混合物はベント付の単軸押出機にて
210℃に加熱溶融された。溶融された樹脂は、す
みやかに完全噛合型で同方向回転する深溝型の2
軸押出機に供給された。この押出機は、内部温度
が210℃となるように温度制御されており、圧力
40Torr、滞在時間20分間にて、粗ポリマーが安
定化された。この処理で不安定なオキシメチレン
末端は分解し、ホルムアルデヒドガスとして一部
の溶媒および未反応物と共にベント口より回収さ
れた。ダイヘツドからは、安定化された白色の樹
脂がストランドとして押出された。このペレツト
を切断して製品を得た。この安定化された共重合
体の極限粘度は1.43dl/g、空気中222℃におけ
る熱分解による重量減少速度Kair 222は、0.001
重量
%/minであり、この共重合体を用いて得られた
成形品の物性は、下記の通りであつた。
The present invention relates to a method for producing polyacetal.
More specifically, the present invention relates to a method for producing a polyacetal homopolymer or copolymer by homopolymerizing or copolymerizing trioxane by a so-called bulk polymerization method. Various proposals have been made regarding methods and apparatus for bulk polymerization of trioxane. For example, regarding the continuous bulk polymerization of trioxane, JP-A-51-84890 discloses that the polymerization reactor consists of a long case substantially along the outer boundary of a pair of shafts, the shafts having a large number of intertwined shafts. A polymerization reactor has been proposed that has an elliptical plate with flat ends that interlock so that the elliptical plate strokes the mating surface at the long axis end of the plate. This reactor is characterized by having a flat end at the long axis end of an elliptical plate that engages with the surface of the other elliptical plate. However, according to the research conducted by the present inventors, as shown in the comparative example described later, in such a reactor, the flat end has almost no effect in removing the scale of the polymerization product adhering to the inner surface of the cylinder.
Rather, the polymerization products adhering to the inner surface of the shell or the scale surface are compressed at the flat end and become fixed as scale, and from an industrial perspective, continuous bulk polymerization of trioxane cannot be stabilized for a long period of time in such a reactor. It seemed almost impossible to do so under such conditions. The present inventors solved the drawbacks of the above conventional method, and
As a result of intensive research to develop a method for industrially performing continuous bulk polymerization of trioxane stably over a long period of time,
By using a so-called highly self-cleaning reactor that has a convex lens-shaped plate paddle with a sharp tip, it is possible to solve the problems of scale adhesion and the accompanying deflection and eccentricity of the stirring shaft, and also to achieve a relatively low L. The present invention was achieved by completing a method for producing high-quality polyacetal at a high conversion rate and stably for a long period of time. The objects and advantages of the present invention are that, according to the present invention, a hollow shell is provided with a raw material supply port and a reaction product discharge port at separate positions, and this shell has a plurality of eccentric circles of the same diameter. It has a cross section with an overlapping shape, and when there are multiple overlapping and missing parts, the shapes of the missing parts are almost congruent with each other; The inside of the hollow shell is equipped with a stirring shaft located in the center of each of the above circles in parallel to the longitudinal direction of the shell,
The stirring shaft has a plurality of plate-shaped paddles fixed to the stirring shaft so as to touch each other,
The plate-shaped paddle has a convex lens-shaped cross section in a direction perpendicular to the stirring axis, and both ends of the convex lens-shaped cross section in the long axis direction are sharp, and a plane containing the long axis is a plane of symmetry. one paddle faces at least one of the other paddles fixed to the other stirring shaft, and the one paddle faces with its sharp tip the inner surface of the barrel to which it belongs and the other paddle. A continuous stirring mixer, which is positioned so as to rotate while maintaining a small clearance with the side surface of the paddle, is used as a reactor, and here the first
clearance is 2% or less of the major diameter of the paddle, and a second clearance between the tip of the paddle on one shaft and the side surface of the paddle on the other shaft is no more than 5 times the first clearance, and the reactor A liquid raw material mixture containing molten trioxane, a catalyst, and optionally a comonomer is continuously supplied from the supply port, and the polymerization reaction is carried out while the raw material mixture is moved to the discharge port by rotation of the paddle. This is achieved by a method for producing a polyacetal homopolymer or copolymer, characterized in that a reaction product containing more than 5% by weight and less than 40% by weight of unreacted substances is taken out as powder from a discharge port. Ru. The reactor used in the present invention is a continuous stirring mixer, and has a hollow shell having a cross section in the shape of a plurality of overlapping circles of different centers and the same diameter. The plurality is most typically two, but may also be three or four. There is only one way of overlapping two circles, but in the case of three or more circles, various ways of overlapping can be considered. In the case of three circles, for example, they can be arranged in a straight line and stacked on top of each other, or they can be stacked on top of each other in a triangular shape. In the case of 3 or more yen,
Two or more shapes of overlapping parts, that is, actually missing parts, are formed, but in this case, the shapes of the missing parts need to be approximately congruent. The reactor used in the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 and 2. FIGS. 1 and 2 schematically show an example of a reactor used in the present invention, in which two circles with different centers and the same diameter overlap to form a figure-eight cross section. That is, the reactor used in the present invention, as schematically illustrated in FIGS. 1 and 2, has shafts 1,
It is a continuous stirring mixer with a self-cleaning effect on the internal surface per rotation of 1', and the outer periphery of the cylinder 2 is divided into one or more parts for heating or cooling that can independently control the temperature. It has a jacket 3. Further, the inside of the stirring shafts 1, 1' in the shell 2 can be structured to allow a heating or cooling medium to pass therethrough. Two stirring shafts 1,
1′ each has a convex lens shape,
A paddle 4 whose both ends in the long axis direction are sharp and which has a cross section with a plane of symmetry including the long axis;
4'... are fixed in large numbers. Sharp literally means not flat. There are two types of paddles, one with a flat side as shown in Figure 2A, and the other with a helical side as shown in Figure 2B.The combination of these paddles 4, 4'... corresponds to the phase change of the reaction system. It is possible to perform the following transfers. The two stirring shafts 1 and 1' rotate in the same direction, and in the same cross section, one of the paddles fixed to the stirring shaft 1 faces the other paddle fixed to the stirring shaft 1'; The tip of the paddle 4 of the stirring shaft 1 rotates while constantly maintaining a slight clearance with the side surface of the paddle 4' of the other stirring shaft 1' and the inner surface of the barrel. Therefore,
The reaction mixture is constantly compressed and expanded due to the constant change in volume of the space formed between the paddles 4, 4', . . . and the shell 2, and is intensively mixed. paddle 4
The distance between the stirring shaft 1 that fixes the paddle 4' and the stirring shaft 1' that fixes the paddle 4', in other words, the overlap of the two circles in the cross section of the hollow shell is the center of the circle and the two intersection points. The angle between the two is preferably about 80° to about 100°, particularly preferably 85° to 90°. By doing so, the mutual cleaning of the paddles 4 and 4' can be advantageously performed. The clearance between the tips of the paddles 4, 4'... and the body 2 is preferably 2% or less, particularly preferably 1% or less of the major axis (diameter in the long axis direction) of the paddles, and the clearance between the paddles of one stirring shaft The clearance between the tip and the side surface of the paddle attached to the other shaft is 5 times or less, preferably 2 times or less. If the clearance is larger than this, it will not be possible to obtain a finely pulverized polymer product, and the thick scale adhering to the inner surface of the shell will impede heat transfer to the jacket.
This is not preferred because it often becomes difficult to control the reaction temperature. As shown in FIG. 2, the paddle, which has a convex lens-shaped cross section, has a sharp tip. A particularly hard material can also be welded to the tip. This sharp tip has the effect of scraping away scale attached to the inner surface of the barrel. The thickness of the plate-shaped paddle is approximately 1/20 to 1/5 of the length of the paddle in the longitudinal direction. In the continuous bulk polymerization of trioxane, a liquid reaction mixture with a viscosity of several centipoises at the beginning of the reaction changes from a slurry state to a solid state in a few minutes.
In order to mix the reaction mixture and move it from the supply port to the discharge port in response to such a drastic phase change, it is necessary to appropriately change the paddle combination described above from the supply port to the discharge port. is desirable. The present inventors have found that it is preferable to use a paddle combination with a large feeding effect near the raw material supply port of the reactor, and sequentially use paddle combinations with a small feeding effect toward the discharge port. The feeding effect referred to here is an effect of moving the contents from the supply port to the discharge port. The feeding effect is greatest when the next paddle is shifted from the supply port to the discharge port by 45 degrees in the direction opposite to the direction in which the stirring shaft rotates.
The feeding effect is smaller when the stirring shaft is mounted at a 90° offset, and the smallest feeding effect is when the stirring shaft is mounted at a 45° offset in the direction of rotation of the stirring shaft. In addition, a helical type paddle can be used, in which the side surface is twisted so that the rotation of the stirring shaft pushes the contents toward the discharge port. The feeding effect is greater than when both are combined at the same angle. In addition, as a helical type, it is also possible to use a reverse helical type in which the feeding mold and the side are twisted so that the contents are returned to the supply port when the stirring shaft rotates, and when using a combination of these In this case, the feeding effect is smaller than that of the flat type combined at the same angle. Furthermore, interlocking screws can be placed before and after the area formed by such paddles. Further, paddles of different thicknesses can also be used in combination.
In this way, various combinations of screws and paddles can be varied to correspond to the phase change of the reaction mixture from the supply port to the discharge port, and combinations having arbitrary feeding effects can be created. In this way, by using a combination of paddles with different feeding effects for each reaction zone, the filling rate of the contents in the reactor can be kept almost uniform in all reaction zones, and the contents can be When the stirring shaft rotates,
In order to function as a kind of roller between the paddles and between the paddles and the inner surface of the shell, contact between the paddles and the metals on the inner surface of the shell is prevented. This is one of the reasons why the reactor can operate stably for a long time. In a preferred embodiment of the present invention, a feed screw is installed in a part of the raw material supply port directly below the raw material supply port, and when the stirring shaft rotates, the reaction mixture is immediately transferred to the paddle through the screw. You will be led to a realm of combinations. The reaction mixture is initially a liquid with a viscosity of a few inches;
In the area immediately after the introduction of the reaction mixture, a feed screw or paddle combination with the greatest feed effect is used. Next, the paddle combination is gradually changed to a smaller feeding effect toward the region where the reaction mixture turns into a slurry, and the paddle combination is changed to an even smaller feeding effect in the region where the reaction mixture turns into powder. The degree of reduction in the feeding effect is controlled by reaction conditions such as reaction temperature, raw material supply amount, and catalyst amount. The reactor used in the method of the present invention is industrially inexpensive and can be manufactured so that the clearance between the paddle tip and the barrel is 2% or less, preferably 1% or less of the paddle major axis: Torso length L
The ratio of the inner diameter of the overlapping body cross-section of circles with different centers and the same diameter, that is, L/D, is 30 or less, preferably
15 or less, but usually L/D is 5~
30, preferably from 6 to 15. By using such a reactor, a sufficient residence time can be achieved, and a high quality polyacetal can be obtained with a sufficiently high conversion rate. When L/D is less than 5, it is difficult to obtain a sufficiently high conversion rate. In addition, in order to obtain a polymerization product as a completely pulverized powder, it is preferable that the rotational speed of the stirring shaft is such that the rotational circumferential speed of the paddle tip is in the range of 800 to 5000 cm/min. 1600~4000cm/
It is more preferable to set it to min. In the present invention, since a paddle with a sharp tip is used, a relatively high peripheral rotational speed such as 5000 cm/min can be selected. Furthermore, in order to carry out the method of the present invention suitably, the reaction temperature is 60 to 150°C, preferably 65 to 115°C.
A relatively high temperature is chosen, ie, in the temperature range in which the trioxane remains in liquid form. Even at such high temperatures, high quality polyacetal can be obtained without causing a runaway reaction. If the reaction temperature is lower than 60°C, the reaction rate will be low and it will be difficult to obtain a sufficiently high conversion rate, and if the reaction temperature is higher than 450°C, it will be difficult to obtain sufficiently high quality polyacetal through depolymerization etc. becomes difficult. As described above, in the present invention, a convex lens-shaped plate-shaped paddle with a sharp tip is used, and by using such a paddle, it is possible to efficiently scrape off the scale on the inner surface of the body, and the scale can be pressed against the scale. There is no possibility that the stirring shaft will bend. In addition, by changing the paddle combination to change the feeding effect according to the phase change of the reaction mixture, it is possible to keep the internal filling rate in the reactor almost constant in each region, and the rotational torque due to overfilling It is also possible to prevent the occurrence of wasted space in the reaction region due to an abnormal rise in the amount of gas or underfilling. The present invention has such various advantages, and for the first time, industrially advantageous continuous bulk polymerization of trioxane has become possible. moreover,
According to the present invention, it is possible to easily satisfy the L/D and rotational circumferential speed of the continuous bulk polymerization reactor within a predetermined range, thereby achieving a reaction with high heat transfer effects and stable continuous operation. A continuous polymerization method for trioxane using a machine was established. Knowledge regarding the appropriate paddle combination, L/D, and rotational peripheral speed of such a continuous bulk polymerization reactor for trioxane has not been clarified in the past. Therefore, the present invention is a novel and industrially It provides useful technology. The present invention is used in the homopolymerization or copolymerization of trioxane as described above. The copolymer is present in the oxymethylene main chain in an amount of 0.4 to 40 mol%, preferably 0.4 to 10
It contains mol % of oxyalkylene units having 2 or more carbon atoms. The cyclic ether or cyclic acetal which is a comonomer providing an oxyalkylene unit is, for example, one of general formula (1). Here, in the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different, and represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an alkyl group substituted with a halogen.
R 5 means a methylene group or an oxymethylene group, or a methylene group or an oxymethylene group each substituted with an alkyl group or a halogenated alkyl group [n is an integer of 0 to 3], or furthermore, (-CH 2 )― n OCH 2 ―, (―O―CH 2 ―CH 2 )― n O―
CH 2 - [In this case n is equal to 1 and m is 1 to 4
means a divalent group represented by an integer of . The alkyl groups mentioned above have 1 to 5 carbon atoms, the hydrogen atoms of which may be replaced by 0 to 3 halogen atoms, especially chlorine atoms. As a cyclic acetal or cyclic ether,
Particular mention may be made of ethylene oxide, glycol formal or diglycol formal. Additionally, for example propylene oxide or epichlorohydrin can be used. Furthermore, long chains α, ω-
Cyclic formals of diols are also suitable, such as butanediol formals, ie 1,3-dioxepane, or hexanediol formals. As the polymerization catalyst, a general cationic polymerization catalyst is used, and in particular, boron fluoride, boron fluoride hydrate, or a coordination compound of an organic compound having an oxygen atom and boron fluoride is used. Coordination compounds of boron fluoride with ethers, particularly boron trifluoride etherate [BF 3 .O(C 2 H 5 ) 2 ], are preferred catalysts. The boron trifluoride etherate is usually used in an amount of 0.01 to 1 mmol, preferably 0.05 to 0.2 mmol, per mole of trioxane. In the present invention, the polymerization may be carried out using relatively small amounts of anhydrous inert medium. The use of an inert medium directly controls the reaction heat and shear exotherm with the latent heat of vaporization of this medium, making the reaction smooth. The inert medium may or may not dissolve the trioxane, comonomer or catalyst, e.g. aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, cyclohexane; benzene, toluene, nitrobenzene, etc. aromatic hydrocarbons; petroleum light fractions; halogenated hydrocarbons such as ethane dichloride and carbon tetrachloride. These inert media should generally be used in amounts up to 10% by weight of the amount of trioxane used. Furthermore, in the present invention, the degree of polymerization of the product can be adjusted using a chain transfer agent as in the conventional method. There are no particular restrictions on the chain transfer agent, and alcohols such as methanol, ethanol, phenols such as phenol, 2,6-dimethylphenol,
and acetals, such as methylal, bis[methoxymethyl]ether, and various other known chain transfer agents. In FIG. 1, a raw material supply port 5 of the reactor used in the present invention is provided at one end of the shell. The components of the feedstock, namely trioxane, catalyst and optionally comonomer, chain transfer agent and/or inert medium, may be mixed immediately before being introduced into the feed port 5 or may be introduced separately. Good too. In particular, in the continuous reaction to copolymerize trioxane and cyclic ether or cyclic acetal to obtain a polyacetal copolymer, as shown in Figure 3, the tip of the comonomer supply nozzle and the tip of the polymerization catalyst supply nozzle are Advantageously, the nozzles are opened in close proximity, the tips of both nozzles are flushed with a flow of trioxane, mixed, and the reaction mixture thus obtained is immediately fed to the reactor. In FIG. 3, 8 is a trioxane inflow path, 9 is a comonomer supply nozzle, 10 is a polymerization catalyst supply nozzle, 11 is an orifice part,
12 is the outlet of the reaction mixture. In the orifice part, it is preferable to flow the reaction mixture at a linear velocity of 20 cm/sec or more. By using such a raw material mixing device, trioxane can be
A raw material mixture containing not more than 10% by weight of inert medium,
It is possible to smoothly supply the reactor to the reactor without causing problems such as the tip of the supply port being blocked by scale. After being supplied to the reactor, the raw material mixture undergoes transport and mixing, and polymerizes within a short period of time. The polymerization product is discharged from the discharge port 6 at the other end of the barrel. The discharge port 6 is a normal opening for discharging the polymerization product in the form of powder or granules, but a damper 7 may be provided to adjust the amount of retention in the reactor, if necessary. The residence time in this reactor is usually 0.5 to 30 minutes, preferably 1 to 10 minutes. The polymerization product discharged as powder contains 40% by weight or less, for example, 5% by weight of unreacted substances, and can be sufficiently post-treated as it is, but if 5% by weight of unreacted substances are If the content exceeds 5% by weight, the conversion may be further increased by immediately introducing it into the second-stage continuous mixer, as the case may be, until the unreacted material becomes 5% by weight or less. As the second stage mixer, a continuous stirring mixer of the same type as the above-mentioned first stage reactor, or a horizontal continuous mixer having a similar high heat transfer surface but with low self-cleaning properties is used. That is, the horizontal continuous mixer used has a structure in which the clearance between the outer surface of the stirring blade and the inner surface of the hollow body or the clearance between the outer surfaces of the stirring blades is not necessarily narrow. Therefore, according to the present invention, the polymerization reaction is carried out in the above-mentioned continuous stirring mixer under the above-mentioned conditions,
The reaction product containing more than 5% by weight and less than 40% by weight of unreacted substances is taken out as powder, and then this reaction product is transferred to the second stage mixer as described above, which is directly connected to the continuous stirring mixer. A homopolymer or copolymer of polyacetal, which is characterized in that the polymerization reaction is further carried out by conducting a polymerization reaction, and the polymerization product containing unreacted substances in an amount of 5% by weight or less and having substantially completed polymerization is taken out as a powder or granule. A method of manufacturing a coalescence is also provided. In the reaction inside the second stage mixer, the reaction temperature is
The temperature is 20 to 130°C, preferably 40 to 80°C, and the residence time is maintained at 5 to 120 minutes, preferably 10 to 100 minutes. Upon aging of the reaction, the polymerization product is guided to completion of the polymerization. The first product obtained as described above by the method of the present invention
The high conversion polymerization product discharged from the stage mixer or the second stage mixer is then immediately subjected to reaction termination by addition and mixing of a polymerization terminator. Various known polymerization terminators can be used as the polymerization terminator, but the tertiary phosphine compound previously proposed by the present inventors is particularly advantageous. The addition of the terminator is preferably carried out continuously using a continuous horizontal mixer directly connected to the reactor. When using a second-stage mixer, it is preferable to carry out the same process using a horizontal mixer directly connected to the second-stage mixer. In this way, the terminated crude polymer can be continuously taken out from the terminator mixer. In this case, the polymerization reaction system formed by the reactor and, if necessary, a second-stage mixer directly connected to it, is a closed system with no openings to the atmosphere other than the raw material supply port and discharge port. Preferably, the terminator mixer has a polymerization product supply port, a crude polymer discharge port, and a vent port provided directly above these ports. The waste gas generated during the polymerization reaction is recovered from the vent port of the terminating agent mixer. It is also possible to immediately pulverize this polymerized coarse polymer to obtain a coarse polymer with finer particle size. As the crusher, a geo crusher, a rotary mill, a hammer mill, a feather mill, a rotary cutter mill, a turbo mill, a classification type impact crusher, etc. are used. In the case of copolymerization of trioxane and a cyclic acetal or a cyclic ether, a known heat stabilizer is added and mixed to the crude polymer that has been polymerized by adding a tertiary phosphine compound, and then the mixture is heated from above the melting point of the polymer to 100°C below the melting point. A more stabilized polyacetal copolymer can be obtained by heating and kneading in a temperature range up to a high temperature and decomposing and removing unstable portions. The intrinsic viscosity of this copolymer (measured at 60°C in p-chlorophenol containing 2% by weight of α-pinene) can be adjusted to a desired value by adjusting the polymerization reaction conditions, that is, practically 1.0 to 2.0.
It can be done. Next, embodiments of the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples. Example 1 A reactor as shown in FIG. 1 was used. The inner diameter D of the barrel was 200 mm, and L/D was 12. Immediately below the supply port 5 is a feed screw with a length of 1D, and then, in the next 1D area, a feed screw whose tip is sequentially shifted by 45 degrees in the opposite direction to the rotational direction of the stirring shaft from the supply port to the discharge port. A helical paddle, in the next 1D area, a flat paddle that is sequentially shifted by 45 degrees in the opposite direction of rotation, and in the next 6D area, a flat paddle that is alternately shifted by 90 degrees or 45 degrees in the opposite direction of rotation, and then In the 2D area, flat type paddles are alternately shifted by 90° or 45° in the same direction of rotation, and in the last 1D area, that is, directly above the discharge port 6, the flat type paddles are sequentially shifted by 45° in the same direction of rotation. I used a paddle. The thickness of each paddle was 40 mm. The clearance between the sharply machined tip of the paddle and the inner surface of the barrel is less than 2mm, and the clearance between the opposing paddle side of the other shaft is 4mm.
It was below. 80 kg of liquid trioxane per hour, 2 kg of liquefied ethylene oxide per hour, and 0.13 mmol of boron trifluoride etherate per mole of trioxane were prepared as a benzene solution with a concentration of 10% by weight.
The raw materials were mixed in advance in the raw material mixing device shown in the figure and immediately introduced continuously into the supply port 5. The jacket 3 is divided into four equal parts in the length direction of the shell, and the reaction temperatures are 80°C, 85°C, and 95°C in order from the supply port side.
The temperature of the heating medium was adjusted to be 110°C and 110°C. The rotational peripheral speed of the paddle tip is approximately 2500cm/
min, the residence time of the contents was approximately 5 minutes. At this time, the driving energy per 1 kg of trioxane is
It was 0.30KWH. A polymerization product containing 5% by weight of unreacted substances was obtained from the discharge port 6 in the form of powder. This polymerization product is
Immediately introduced into the stopper mixer. This terminator mixer has a polymerization product supply port at one end, a crude polymer discharge port at the other end, a vent port directly above it, a cooling jacket on the outer periphery, and a body with a cooling jacket inside. It was a continuous horizontal mixer that had a pair of shafts equipped with many stirring blades, and the shafts rotated in different directions to mix the contents, and its supply port was directly connected to the discharge port of the reactor. . From the supply port of the stopper mixer, twice the molar amount of triphenylphosphine relative to the boron trifluoride etherate used was continuously supplied as a benzene solution with a concentration of 20% by weight. The waste gas generated during the polymerization reaction was collected from the vent port of the terminator mixer. The crude polymer discharged from the stopper mixer is pulverized by a feather mill in which a knife rotates at high speed to shear and pulverize the powder to make it even finer, and the entire material passes through a 10-mesh sieve. was made possible. After approximately 500 hours of continuous operation, the intrinsic viscosity of the crude polymer obtained (measured at 60°C in p-chlorophenol supplemented with 2% by weight of α-pinene) was:
The polymerization yield was stable at 1.41 to 1.46 dl/g and about 95%. During this period, there was no abnormal noise caused by metal-on-metal contact in the reactor, and when the inside of the reactor was inspected after the operation was completed, there were no scratches on the inner surface of the shell, sides or tip of the paddle, and there was no scale on the inner surface of the shell. The thickness of the clearance was kept. 0.5 parts by weight of the antioxidant Irganox 259 per 100 parts by weight of the crude polymer thus obtained.
(trade name), 0.2 parts by weight of polyvinylpyrrolidone and 0.1 parts by weight of calcium hydroxide were added and mixed. The mixture is produced in a vented single-screw extruder.
It was heated and melted at 210℃. The molten resin is immediately transferred to two deep-groove types that are completely intermeshing and rotate in the same direction.
It was fed into a screw extruder. This extruder is temperature controlled so that the internal temperature is 210℃, and the pressure is
The crude polymer was stabilized at 40 Torr and a residence time of 20 minutes. The unstable oxymethylene terminals were decomposed by this treatment and recovered as formaldehyde gas from the vent port along with some solvent and unreacted substances. A stabilized white resin was extruded as a strand from the die head. This pellet was cut to obtain a product. The intrinsic viscosity of this stabilized copolymer is 1.43 dl/g, and the weight loss rate K air 222 due to thermal decomposition in air at 222°C is 0.001.
weight%/min, and the physical properties of molded articles obtained using this copolymer were as follows.
【表】
比較例 1
ケースの外周に反応混合物を加熱または冷却で
きるジヤケツトを有し、一対のシヤフトがケース
内に水平に固定され、上記シヤフトの各々が多数
の互にかみ合う楕円形板をもち、その楕円形板が
長軸端で相手の楕円形板の表面をなでる様かみ合
う扁平端をもつ連続混合機を反応機として用い
た。これに毎時80Kgの流量で液状トリオキサン
を、毎時2.0Kgの流量で液化エチレンオキシド
を、そしてトリオキサン1モル当り0.13ミリモル
の三ふつ化ほう素エーテラートを、実施例1と同
様にあらかじめ原料混合装置で混合して、原料供
給口に導入した。この反応機のケース内径Dは
200mmで、L/Dは12であつた。反応機内部にと
りつけられた多数の楕円形板の組合わせは、実施
例1のパドルの組合わせと同様にした。クリアラ
ンスも同様であつた。反応温度も同様にした。シ
ヤフトの回転数は楕円形板先端の扁平端の回転周
速度が約2500cm/minとなるようにした。このと
きトリオキサン1Kg当りの駆動エネルギーは
0.37KWHであつた。
吐出口より吐出した重合生成物は、未反応物を
7重量%含んでいた。この重合生成物に、実施例
1と同じ操作により使用した重合触媒の2倍モル
のトリフエニルホスフインが添加され、混合され
た。
約10時間の連続運転の後、反応機より金属同志
の接触とみられる異常音が発生した。また、反応
温度を上昇しはじめたので、ジヤケツト部の温度
を低下させたが、すぐに反応温度を制御すること
は出来なかつた。約100時間の連続運転の後、反
応機の異常音はますます大きくなり、突然シエア
ピンが折損しシヤフトの回転が止まつたため、運
転は停止せざるを得なかつた。反応機を分解し、
内部を点検したところ、シヤフトの中心部付近一
帯のケース下部内面と楕円形板先端部に金属同志
の接触による傷跡が見い出された。またケース上
部内面には重合開始前に測定したケース内面と楕
円形板先端のクリアランスの値の倍以上の重合生
成物の固いスケールの付着がみられた。
この観察により、ケース上部内面に重合生成物
の固いスケールが通常のクリアランス以上に付着
し、このスケール層がシヤフトを押し下げ、シヤ
フトが偏心しながら回転することによりケース下
部内面と楕円形板の扁平端が接触したところが明
らかとなつた。また、極端に厚いスケール層の生
成が伝熱効果を悪くし、除熱が十分に行なえなか
つたことも明らかとなつた。
連続運転約100時間中に製造された粗ポリマー
は、実施例1と同様の粉砕、安定剤混合、そして
熱安定化が行なわれ製品化された。この安定化さ
れた共重合体の極限粘度は1.35dl/g、空気中の
222℃における熱分解による重量減少速度Kair 22
2は
0.04重量%/minであつた。
実施例 2
実施例1で用いたのと同型の反応機でL/D=
7のものを用いた。供給口5の側から3Dの領域
には、供給口から吐出口に向つて、次のパドル
が、シヤフトの回転方向と逆方向に順次45゜ずつ
ずらせたフラツト型のパドルがとりつけられ、次
の2Dの領域には回転方向と逆方向に交互に90゜
または45゜ずつずらせたフラツト型パドルがとり
つけられ、そして残り2Dの領域には回転方向に
45゜ずつ順次ずらせたフラツト型パドルがとりつ
けられた。吐出口6は、最後の2Dの領域の先端
底部に設けられた。この反応機に、毎時80Kgのト
リオキサン、毎時2.0Kgの液化エチレンオキシド
及びトリオキサン1モルに対し0.13ミリモルの三
ふつ化ほう素エーテラートが、第3図に示したよ
うな原料混合装置で混合されて、供給された。撹
拌軸はパドル先端の周速度が約2500cm/minとな
るように回転された。内容物の滞在時間は約3分
であつた。ジヤケツト3な3等分されており、供
給口側から順に反応温度が80℃、90℃および110
℃になるようにジヤケツトの熱媒体の温度を調節
した。
吐出口6より吐出した重合生成物は未反応物を
30重量%含む粉粒体であつた。この重合生成物
は、窒素ガス雰囲気下直ちに第2の混合機に送り
込まれた。この第2の混合機は、外周にジヤケツ
トを有する胴をもち、内部に撹拌用羽根を多数備
えた一対のシヤフトを有し、そのシヤフトが互に
異方向に回転しながら内容物を混合する連続式横
型混合機である。この第2段の混合機の供給口
は、反応機の吐出口6に直結され、吐出口は実施
例1と同様の停止剤混合機の供給口に直結され
た。この第2段のの混合機では反応温度が60℃に
保たれ、撹拌軸回転数25rpmにてゆつくり撹拌さ
れ、重合が完結された。第2段の混合機での滞在
時間は30分間であつた。第2段の混合機の吐出口
から取出された重合生成物は、未反応物を1重量
%以下でしか含まない粉粒体であつた。この生成
物に、実施例1と同様の操作により三ふつ化ほう
素エーテラートの2倍モルのトリフエニルホスフ
インが添加、混合され、粗ポリマーとされた。
約500時間の連続運転を通して反応機の運転状
態は極めて安定しており、得られた粗ポリマーの
極限粘度は、1.40〜1.44dl/gの範囲にあり、安
定していた。連続運転中、反応機のパドル同志や
パドル先端と胴内面とが接触して異常音が発生す
ることもなかつた。
実施例 3
実施例1に用いたのと同様な反応機で、胴内径
Dが50mm、L/Dが15の反応機を用いた。供給口
5の直下には長さ2Dの送りスクリユー、続い
て、次の4Dの領域では、供給口から吐出口へ向
つて先端を撹拌軸の回転方向と逆方向に順次45゜
ずつずらせたフラツト型パドル、次の4Dの領域
では、回転逆方向に順次90゜ずつずらせたフラツ
ト型パドルして最後の5Dの領域では回転同方向
に順次45゜ずつずらせたフラツト型パドルを用い
た。パドルの厚さはいずれも10mmであつた。鋭利
に加工されたパドル先端と胴内面との間のクリア
ランスおよび相対する他軸のパドル側面との間の
クリアランスは、いずれも1mm以下であつた。
液状のトリオキサンが毎時2Kg、1,3―ジオ
キセパンが毎時70g、そして三ふつ化ほう素エー
テラートがトリオキサン1モル当り0.18ミリモル
ずつそれぞれ供給口5に連続的に導入された。反
応温度は75℃に調整された。撹拌軸の回転数は
200rpmであつた。これはパドル先端の回転周速
度が約約3100cm/minになる回転数であつた。内
容物の滞在時間は約6分であつた。このときトリ
オキサン1Kg当りの駆動エネルギーは0.6KWHで
あつた。
吐出口6より、未反応物35重量%を含む重合生
成物が粉粒体として得られた。この重合生成物
は、窒素ガス雰囲気下直ちに連続的に第2段の混
合機に導入された。第2段の混合機は、外周にジ
ヤケツトを有する胴をもち、内部に撹拌器として
多数のピンを備えた一本のシヤフトをもついわゆ
るピンミキサーである。第2段の混合機の供給口
は、反応機の吐出口6に直結された。この装置は
シヤフト回転数が300rpmであつた。第2段の混
合機での反応温度は60℃であり、滞在時間は1時
間であつた。第2段の混合機から取出された重合
生成物は未反応物2重量%以下を含む細かい粉末
であつた。
この重合生成物に、使用した重合触媒の2倍モ
ルのトリフエニルホスフインを添加して触媒を失
活せしめた。約500時間の連続運転において第1
段の反応機における金属同志の接触等の異常音は
認められなかつた。
約500時間の連続運転において、収率および極
限粘度がそれぞれ98.5%〜99.5%および1.43〜
1.45dl/gの粗ポリマーが定常的に得られた。得
られた粗ポリマー100重量部に0.5重量部のイルガ
ノツクス259(商品名)、0.2重量部のダイマー酸
ポリアミドおよび0.1重量部の水酸化カルシウム
を加え、小型溶融混練機により200℃で20分間溶
融混練し、安定化した。
この安定化された共重合体の極限粘度は1.45
dl/g、空気中222℃における熱分解による重量
減少速度Kair 222は0.02重量%/minであつた。
比較例 2
比較例1に用いたのと同様な反応機で、ケース
内径Dが50mmそしてL/Dが15の反応機を用い
た。原料供給口の直下には、2Dの長さを持つ互
いにかみ合う送りスクリユーがシヤフトにとり付
けられ、残り13Dの領域には、扁平端を有する楕
円形板が供給口から吐出口に向つてシヤフトが回
転する方向と逆方向に順次45゜ずつずらせてとり
つけられた。クリアランスは実施例3と同様であ
つた。
この反応機に毎時2Kgのトリオキサン、毎時70
gの1,3―ジオキセパンおよびトリオキサンに
対し0.18ミリモルの三ふつ化ほう素エーテラート
が供給された。反応温度は50〜60℃に保たれ、シ
ヤフトの回転数は扁平端の回転周速度が約3100
cm/minになるようにされた。ところが、吐出口
からは反応混合物が液状ないしスラリー状で吐出
されてしまい、ほとんど重合反応が進行していな
いことがわかつた。そこで、反応速度を上げるた
めに、反応温度が80℃となるようにジヤケツトの
熱媒体の温度を上げて重合したが、結局、吐出口
からは未反応物を70重量%含む重合生成物がスラ
リー状で排出されたにすぎなかつた。この生成物
を非セルフクリーニング型の第2段の混合機に供
給したところ、胴内面やシヤフトにこびり付き、
あるいは塊りとなつて全く運転を不可能にした。
次に、反応機のシヤフト回転数を扁平端の回転
周速度が300cm/minとなるような比較的低回転
数にし、反応温度を60℃に保つて行なつたが、吐
出される重合生成物は、全体の40重量%が10メツ
シユのふるいを通過できないほど粒子が粗く、し
かも未反応物を50重量%含むものであつた。
比較例 3
比較例2と同様の反応機を用いて重合を行なつ
た。原料の供給口直下には、2Dの長さの互いに
かみ合う送りスクリユーがシヤフトにとりつけら
れ、残り13Dの領域には、扁平端を有する楕円形
板が順次90゜ずつずらせてとりつけられた。クリ
アランスは実施例3と同様であつた。
この反応機に毎時2Kgのトリオキサンと、毎時
70gの1,3―ジオキセパンとトリオキサンに対
し0.18ミリモルの三ふつ化ほう素エーテラートが
供給された。反応温度は50〜60℃に保たれ、シヤ
フトの回転数は、扁平端の回転周速度が約3100
cm/minになるようにされた。
ところが、運転開始後10分間で突然シエアピン
が破損して反応機のシヤフト回転が不可能となつ
た。反応機を開けて調べると、供給口から2Dの
位置より供給口から8Dの位置までの領域にいお
て重合体が自由空間を100%満たす充てん率でつ
まつていた。このために、シヤフトが全く回転で
きなくなり、駆動部の破壊をさけるためにとりつ
けられていたシエアピンが折れていることが判つ
た。[Table] Comparative Example 1 A case having a jacket capable of heating or cooling a reaction mixture on the outer periphery of the case, a pair of shafts being fixed horizontally within the case, each of the shafts having a number of interlocking oval plates, A continuous mixer was used as the reactor, with the flat end of the elliptical plate interlocking with the other elliptical plate so that its long axis end stroked the surface of the other elliptical plate. Liquid trioxane at a flow rate of 80 kg/hour, liquefied ethylene oxide at a flow rate of 2.0 kg/hour, and 0.13 mmol of boron trifluoride etherate per 1 mole of trioxane were mixed in advance in the raw material mixing device in the same manner as in Example 1. and introduced it into the raw material supply port. The case inner diameter D of this reactor is
It was 200mm and L/D was 12. The combination of multiple oval plates installed inside the reactor was the same as the paddle combination of Example 1. The same was true for clearance. The reaction temperature was also the same. The rotational speed of the shaft was such that the rotational circumferential speed of the flat end of the elliptical plate was approximately 2500 cm/min. At this time, the driving energy per 1 kg of trioxane is
It was 0.37KWH. The polymerization product discharged from the discharge port contained 7% by weight of unreacted substances. To this polymerization product, twice the mole of triphenylphosphine as the polymerization catalyst used was added and mixed in the same manner as in Example 1. After approximately 10 hours of continuous operation, the reactor produced an abnormal sound that appeared to be caused by metal-on-metal contact. Furthermore, since the reaction temperature started to rise, the temperature of the jacket part was lowered, but the reaction temperature could not be controlled immediately. After about 100 hours of continuous operation, the abnormal noise from the reactor became louder and louder, and the shear pin suddenly broke and the shaft stopped rotating, forcing the operation to stop. Disassemble the reactor,
Upon inspecting the inside, we found scratches caused by metal-to-metal contact on the inner surface of the lower part of the case near the center of the shaft and on the tip of the oval plate. In addition, hard scale of polymerization products was observed on the inner surface of the upper part of the case, which was more than twice the value of the clearance between the inner surface of the case and the tip of the oval plate measured before the start of polymerization. This observation revealed that a hard scale of polymerization products adhered to the inner surface of the upper part of the case to an extent greater than the normal clearance, and this scale layer pushed down the shaft, and as the shaft rotated eccentrically, the inner surface of the lower part of the case and the flat end of the oval plate It became clear where they had come into contact. It was also revealed that the formation of an extremely thick scale layer deteriorated the heat transfer effect, making it impossible to remove heat sufficiently. The crude polymer produced during about 100 hours of continuous operation was pulverized, mixed with a stabilizer, and thermally stabilized in the same manner as in Example 1, and was turned into a product. The intrinsic viscosity of this stabilized copolymer is 1.35 dl/g in air.
Rate of weight loss due to thermal decomposition at 222°C K air 22
2 is
It was 0.04% by weight/min. Example 2 Using the same type of reactor as used in Example 1, L/D=
7 was used. In the 3D area from the supply port 5 side, a flat paddle is installed in which the next paddle is sequentially shifted by 45 degrees in the opposite direction of the shaft rotation direction from the supply port toward the discharge port. The 2D area is equipped with flat paddles that are alternately shifted by 90° or 45° in the direction of rotation and the opposite direction, and the remaining 2D area is equipped with paddles that are shifted in the direction of rotation and vice versa.
Flat paddles were installed that were shifted sequentially by 45 degrees. The discharge port 6 was provided at the bottom of the tip of the last 2D region. To this reactor, 80 kg of trioxane per hour, 2.0 kg of liquefied ethylene oxide per hour, and 0.13 mmol of boron trifluoride etherate per 1 mole of trioxane are mixed in a raw material mixing device as shown in Figure 3 and fed. It was done. The stirring shaft was rotated such that the peripheral speed of the paddle tip was approximately 2500 cm/min. The residence time of the contents was approximately 3 minutes. The jacket is divided into three equal parts, and the reaction temperature is 80℃, 90℃ and 110℃ in order from the supply port side.
The temperature of the heat medium in the jacket was adjusted so that the temperature was ℃. The polymerization product discharged from the discharge port 6 contains unreacted materials.
It was a powder containing 30% by weight. This polymerization product was immediately fed into a second mixer under a nitrogen gas atmosphere. This second mixer has a barrel with a jacket on the outer periphery, and a pair of shafts equipped with a large number of stirring blades inside, and the shafts rotate in different directions to mix the contents continuously. This is a type horizontal mixer. The supply port of this second-stage mixer was directly connected to the discharge port 6 of the reactor, and the discharge port was directly connected to the supply port of the same termination agent mixer as in Example 1. In this second-stage mixer, the reaction temperature was maintained at 60° C., and the mixture was slowly stirred at a stirring shaft rotation speed of 25 rpm to complete polymerization. The residence time in the second stage mixer was 30 minutes. The polymerization product taken out from the discharge port of the second-stage mixer was a granular material containing only 1% by weight or less of unreacted substances. To this product, twice the molar amount of triphenylphosphine as that of boron trifluoride etherate was added and mixed in the same manner as in Example 1 to obtain a crude polymer. The operating condition of the reactor was extremely stable throughout the continuous operation of about 500 hours, and the intrinsic viscosity of the obtained crude polymer was stable in the range of 1.40 to 1.44 dl/g. During continuous operation, there was no abnormal noise caused by contact between the paddles of the reactor or between the paddle tip and the inner surface of the shell. Example 3 A reactor similar to that used in Example 1 with a shell inner diameter D of 50 mm and L/D of 15 was used. Immediately below the supply port 5 is a feed screw with a length of 2D, and then in the next 4D area, a flat screw whose tip is sequentially shifted by 45 degrees in the opposite direction to the rotational direction of the stirring shaft from the supply port to the discharge port. In the next 4D area, we used a flat paddle that was sequentially shifted by 90 degrees in the opposite direction of rotation, and in the last 5D area, we used a flat paddle that was sequentially shifted by 45 degrees in the same direction of rotation. The thickness of each paddle was 10 mm. The clearance between the sharply machined tip of the paddle and the inner surface of the barrel, and the clearance between the opposing paddle side surface of the other shaft were both 1 mm or less. 2 kg of liquid trioxane per hour, 70 g of 1,3-dioxepane per hour, and 0.18 mmol of boron trifluoride etherate per mole of trioxane were continuously introduced into the feed port 5. The reaction temperature was adjusted to 75°C. The rotation speed of the stirring shaft is
It was hot at 200rpm. This was a rotational speed at which the rotational circumferential speed of the paddle tip was about 3100 cm/min. The residence time of the contents was approximately 6 minutes. At this time, the driving energy per 1 kg of trioxane was 0.6 KWH. A polymerization product containing 35% by weight of unreacted substances was obtained from the discharge port 6 in the form of powder. This polymerization product was immediately and continuously introduced into the second stage mixer under a nitrogen gas atmosphere. The second stage mixer is a so-called pin mixer, which has a shell with a jacket around its outer periphery and a single shaft inside which is equipped with a number of pins as an agitator. The supply port of the second stage mixer was directly connected to the discharge port 6 of the reactor. This device had a shaft rotation speed of 300 rpm. The reaction temperature in the second stage mixer was 60°C and the residence time was 1 hour. The polymerization product taken out from the second stage mixer was a fine powder containing less than 2% by weight of unreacted materials. To this polymerization product, triphenylphosphine was added in an amount twice the mole of the polymerization catalyst used to deactivate the catalyst. No. 1 after approximately 500 hours of continuous operation
No abnormal sounds such as metal-to-metal contact were observed in the stage reactor. After approximately 500 hours of continuous operation, the yield and intrinsic viscosity were 98.5% to 99.5% and 1.43 to 1.43, respectively.
1.45 dl/g of crude polymer was consistently obtained. 0.5 parts by weight of Irganox 259 (trade name), 0.2 parts by weight of dimer acid polyamide, and 0.1 parts by weight of calcium hydroxide were added to 100 parts by weight of the obtained crude polymer, and the mixture was melt-kneaded at 200°C for 20 minutes using a small melt-kneader. and stabilized. The intrinsic viscosity of this stabilized copolymer is 1.45
dl/g, and the weight loss rate K air 222 due to thermal decomposition in air at 222° C. was 0.02% by weight/min. Comparative Example 2 A reactor similar to that used in Comparative Example 1 with a case inner diameter D of 50 mm and L/D of 15 was used. Immediately below the raw material supply port, interlocking feed screws with a length of 2D are attached to the shaft, and in the remaining 13D area, an elliptical plate with a flat end rotates the shaft from the supply port to the discharge port. They were installed at 45° shifts in the opposite direction. The clearance was similar to Example 3. This reactor was charged with 2 kg of trioxane per hour and 70 kg per hour.
For each g of 1,3-dioxepane and trioxane, 0.18 mmol of boron trifluoride etherate was fed. The reaction temperature is maintained at 50 to 60℃, and the rotational speed of the shaft is approximately 3100.
cm/min. However, it was found that the reaction mixture was discharged from the discharge port in the form of a liquid or slurry, indicating that the polymerization reaction was hardly progressing. Therefore, in order to increase the reaction rate, polymerization was carried out by increasing the temperature of the heat transfer medium in the jacket so that the reaction temperature reached 80°C, but in the end, the polymerization product containing 70% by weight of unreacted materials was released from the discharge port as a slurry. It was only discharged as a result. When this product was fed to a non-self-cleaning second-stage mixer, it stuck to the inner surface of the cylinder and shaft.
Or it could form into a mass, making it completely impossible to drive. Next, the shaft rotational speed of the reactor was set to a relatively low rotational speed such that the rotation peripheral speed of the flat end was 300 cm/min, and the reaction temperature was maintained at 60°C. The particles were so coarse that 40% by weight of the total could not pass through a 10-mesh sieve, and furthermore, it contained 50% by weight of unreacted substances. Comparative Example 3 Polymerization was carried out using the same reactor as in Comparative Example 2. Immediately below the raw material feed opening, interlocking feed screws with a length of 2D were attached to the shaft, and in the remaining 13D area, oval plates with flat ends were attached sequentially at 90° offset. The clearance was similar to Example 3. 2Kg of trioxane per hour is added to this reactor, and
For 70 g of 1,3-dioxepane and trioxane, 0.18 mmol of boron trifluoride etherate was fed. The reaction temperature is maintained at 50 to 60℃, and the rotational speed of the shaft is approximately 3100.
cm/min. However, 10 minutes after the start of operation, the shear pin suddenly broke, making it impossible for the reactor shaft to rotate. When the reactor was opened and examined, it was found that the polymer filled the free space at a filling rate of 100% in the region from 2D from the supply port to 8D from the supply port. As a result, the shaft was unable to rotate at all, and it was discovered that the shear pin, which was attached to the drive unit to avoid damage, had broken.
第1図は、本発明に用いられる反応機を模式的
に示す部分断面側面図である。第2図は、パドル
の形状を示す部分断面正面図であり、第2図Aは
フラツトパドルを、第2図Bはヘリカルパドルを
図示する。第3図は、原料混合装置を示す断面図
である。
1,1′…撹拌軸、2…胴、3…ジヤケツト、
4,4′…パドル、5…供給口、6…吐出口、7
…ダンパー、8…トリオキサン流入路、9…共単
量体供給ノズル、10…触媒供給ノズル、11…
オリフイス部、12…混合物の出口。
FIG. 1 is a partially sectional side view schematically showing a reactor used in the present invention. FIG. 2 is a partially sectional front view showing the shape of the paddle; FIG. 2A shows a flat paddle, and FIG. 2B shows a helical paddle. FIG. 3 is a sectional view showing the raw material mixing device. 1, 1'... Stirring shaft, 2... Cylinder, 3... Jacket,
4, 4'...paddle, 5...supply port, 6...discharge port, 7
...Damper, 8...Trioxane inflow path, 9...Comonomer supply nozzle, 10...Catalyst supply nozzle, 11...
Orifice part, 12...Mixture outlet.
Claims (1)
口とを備えた中空胴を持ち、この胴は複数個の異
心同径の円が重なり合つた形状の断面を有し、そ
して重なり合つて欠如している部分が複数個ある
ときには該欠如している部分の形状は互にほぼ合
同形をなしており;この胴の外周に温度制御用ジ
ヤケツトを備え;中空胴の内部には上記それぞれ
の円の中心部の胴の長手方向に平行に位置する撹
拌軸を備え、該撹拌軸はそれぞれ互に接するよう
に撹拌軸に固定された複数個の板状のパドルを有
しており、該板状のパドルは該撹拌軸方向に垂直
方向の断面が凸レンズ型であつて、該凸レンズ型
断面はその長軸方向の両先端が鋭利であり且つ該
長軸を含む面を対称面とする形状を有しており;
1つのパドルは他の撹拌軸に固定された他のパド
ルの少くとも1つと相対し、該1つのパドルはそ
の鋭利な先端でそれが属する胴の内面および該他
のパドルの側面と僅少なクリアリンスを保つて回
転するように位置されている連続撹拌混合機を反
応機として用い、ここでパドルの先端と胴内面と
の間の第1のクリアランスはパドルの長径の2%
以下でありかつ一方の軸のパドルの先端と他方の
軸のパドルの側面との第2のクリアランスは上記
第1のクリアランスの5倍以下であり、該反応機
の前記供給口より溶融トリオキサンおよび触媒、
所望によつて共単量体を含む液状の原料混合物を
連続的に供給し、前記パドルの回転により原料混
合物を前記吐出口へ移動させながら重合反応を行
なわせ、吐出口より未反応物を5重量%を越え40
重量%以下で含有する反応生成物を粉粒体として
取り出すことを特徴とするポリアセタールの単独
重合体または共重合体の製造方法。 2 離れた位置に原料供給口と反応生成物の吐出
口とを備えた中空胴を持ち、この胴は複数個の異
心同径の円が重なり合つた形状の断面を有し、そ
して重なり合つて欠如している部分が複数個ある
ときには該欠如している部分の形状は互にほぼ合
同形をなしており;この胴の外周に温度制御用ジ
ヤケツトを備え;中空胴の内部には上記それぞれ
の円の中心部の胴の長手方向に平行に位置する撹
拌軸を備え、該撹拌軸はそれぞれ互に接するよう
に撹拌軸に固定された複数個の板状のパドルを有
しており、該板状のパドルは該撹拌軸方向に垂直
方向の断面が凸レンズ型であつて、該凸レンズ型
断面はその長軸方向の両先端が鋭利であり且つ該
長軸を含む面を対称面とする形状を有しており;
1つのパドルは他の撹拌軸に固定された他のパド
ルの少くとも1つと相対し、該1つのパドルはそ
の鋭利な先端でそれが属する胴の内面および該他
のパドルの側面と僅少なクリアリンスを保つて回
転するように位置されている連続撹拌混合機を反
応機として用い、ここでパドルの先端と胴内面と
の間の第1のクリアランスはパドルの長径の2%
以下でありかつ一方の軸のパドルの先端と他方の
軸のパドルの側面との第2のクリアランスは上記
第1のクリアランスの5倍以下であり、該反応機
の前記供給口より溶融トリオキサンおよび触媒、
所望によつて共単量体を含む液状の原料混合物を
連続的に供給し、前記パドルの回転により原料混
合物を前記吐出口へ移動させながら重合反応を行
なわせ、未反応物を5重量%を越え40重量%以下
で含有する反応生成物を粉粒体として吐出口より
取出し、次いで、この反応生成物を前記反応機に
直結した同型の連続撹拌混合機または撹拌翼外面
と中空胴内面とのクリアランスあるいは撹拌翼外
面同志のクリアランスが必ずしも狭小でない構造
の横型連続混合機に導いて重合反応を継続させ、
未反応物を5重量%以下で含有する実質的に重合
を完結させた重合生成物を粉粒体として取り出す
ことを特徴とするポリアセタールの単独重合体ま
たは共重合体の製造方法。 3 前記連続撹拌混合機において、供給口から吐
出口へ向つて、1のパドルに対して、これに隣接
する次のパドルをパドルの回転方向またはその逆
方向にずれるように順次撹拌軸を取付けて、反応
物の送り効果を調節することを特徴とする特許請
求の範囲第1項または第2項記載の方法。 4 前記連続撹拌混合機において、パドルを固定
した前記撹拌軸の供給口側の一部に、送りスクリ
ユーを取付けることを特徴とする特許請求の範囲
第1項または第2項記載の方法。 5 前記連続撹拌混合機において、パドルの先端
と胴内面との間のクリアランスがパドルの長径の
1%以下であり、かつ一方の軸のパドルの先端と
他方の軸のパドルの側面とのクリアランスが上記
クリアランスの2倍以下である特許請求の範囲第
1項または第2項記載の方法。 6 前記連続撹拌混合機において、胴の長さLと
異心同径円の重なり合つた同断面の該円の内径D
との比、すなわちL/Dが5〜30である特許請求
の範囲第1項または第2項記載の方法。 7 前記連続撹拌混合機において、胴の長さLと
異心同径円の重り合つた胴断面の該円の内径Dと
の比、すなわちL/Dが6〜15である特許請求の
範囲第1項または第2項記載の方法。 8 前記連続撹拌混合機において、撹拌軸の回転
速度をパドル先端の回転周速度が800〜5000cm/
minになるように調節する特許請求の範囲第1項
または第2項記載の方法。 9 前記連続撹拌混合機において、胴が2個の異
心同径の円が重り合つた形状の断面を有する特許
請求の範囲第1項または第2項記載の方法。 10 重合反応温度が60〜150℃の範囲である特
許請求の範囲第1項または第2項記載の方法。 11 重合反応温度が65〜115℃の範囲である特
許請求の範囲第1項または第2項記載の方法。 12 触媒として三フツ化ホウ素エーテラートを
用いる特許請求の範囲第1項または第2項記載の
方法。 13 共単量体としてエチレンオキシドを用いる
特許請求の範囲第1項または第2項記載の方法。[Claims] 1. A hollow shell equipped with a raw material supply port and a reaction product discharge port at separate locations, and this shell has a cross section in the shape of a plurality of overlapping circles of different centers and the same diameter. When there are multiple overlapping missing parts, the shapes of the missing parts are almost congruent with each other; a temperature control jacket is provided on the outer periphery of the hollow shell; The inside is provided with a stirring shaft located parallel to the longitudinal direction of the body at the center of each of the circles, and each of the stirring shafts has a plurality of plate-shaped paddles fixed to the stirring shaft so as to be in contact with each other. The plate-shaped paddle has a convex lens-shaped cross section in a direction perpendicular to the stirring axis, and the convex lens-shaped cross section has sharp ends in the long axis direction, and a plane including the long axis. It has a shape that is a plane of symmetry;
One paddle faces at least one of the other paddles fixed to the other stirring shaft, and the one paddle has a sharp tip that makes a slight clearance with the inner surface of the barrel to which it belongs and the side surface of the other paddle. A continuous stirring mixer, which is positioned to rotate while maintaining rinsing, is used as the reactor, where the first clearance between the tip of the paddle and the inner surface of the barrel is 2% of the long diameter of the paddle.
and the second clearance between the tip of the paddle on one shaft and the side surface of the paddle on the other shaft is five times or less than the first clearance, and molten trioxane and catalyst are supplied from the supply port of the reactor. ,
If desired, a liquid raw material mixture containing a comonomer is continuously supplied, and the polymerization reaction is carried out while the raw material mixture is moved to the discharge port by rotation of the paddle, and unreacted materials are removed from the discharge port. Weight% over 40
1. A method for producing a polyacetal homopolymer or copolymer, characterized in that a reaction product containing less than % by weight is taken out as powder. 2. It has a hollow shell equipped with a raw material supply port and a reaction product discharge port at separate positions, and this shell has a cross section in the shape of a plurality of overlapping circles with different centers and the same diameter. When there are multiple missing parts, the shapes of the missing parts are almost congruent with each other; a temperature control jacket is provided on the outer periphery of this shell; and each of the above-mentioned parts is provided inside the hollow shell. A stirring shaft is provided in the center of the circle and is located parallel to the longitudinal direction of the body, and the stirring shaft has a plurality of plate-shaped paddles fixed to the stirring shaft so as to touch each other. The shaped paddle has a convex lens-shaped cross section in a direction perpendicular to the stirring axis, and the convex lens-shaped cross section has a shape in which both tips in the long axis direction are sharp and the plane containing the long axis is a plane of symmetry. have;
One paddle faces at least one of the other paddles fixed to the other stirring shaft, and the one paddle has a sharp tip that makes a slight clearance with the inner surface of the barrel to which it belongs and the side surface of the other paddle. A continuous stirring mixer, which is positioned to rotate while maintaining rinsing, is used as the reactor, where the first clearance between the tip of the paddle and the inner surface of the barrel is 2% of the long diameter of the paddle.
and the second clearance between the tip of the paddle on one shaft and the side surface of the paddle on the other shaft is five times or less than the first clearance, and molten trioxane and catalyst are supplied from the supply port of the reactor. ,
If desired, a liquid raw material mixture containing a comonomer is continuously supplied, and the polymerization reaction is carried out while the raw material mixture is moved to the discharge port by rotation of the paddle, and unreacted materials are reduced to 5% by weight. The reaction product containing more than 40% by weight or less is taken out from the discharge port in the form of powder and granules, and then the reaction product is transferred to a continuous stirring mixer of the same type directly connected to the reactor or a combination between the outer surface of the stirring blade and the inner surface of the hollow body. The polymerization reaction is continued by introducing a horizontal continuous mixer with a structure in which the clearance or the clearance between the outer surfaces of the stirring blades is not necessarily narrow.
1. A method for producing a polyacetal homopolymer or copolymer, which comprises taking out a substantially completed polymerization product containing 5% by weight or less of unreacted substances as powder or granules. 3. In the continuous stirring mixer, the stirring shafts are sequentially attached from the supply port to the discharge port so that the next paddle adjacent to the first paddle is shifted in the direction of rotation of the paddle or in the opposite direction. 3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the feeding effect of the reactant is adjusted. 4. The method according to claim 1 or 2, wherein in the continuous stirring mixer, a feed screw is attached to a part of the supply port side of the stirring shaft to which a paddle is fixed. 5 In the continuous stirring mixer, the clearance between the tip of the paddle and the inner surface of the barrel is 1% or less of the major diameter of the paddle, and the clearance between the tip of the paddle on one shaft and the side surface of the paddle on the other shaft is 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the clearance is not more than twice the clearance. 6 In the continuous stirring mixer, the length L of the shell and the inner diameter D of the overlapping circles with the same diameter and the same cross-section
3. The method according to claim 1 or 2, wherein the ratio of L/D to L/D is 5 to 30. 7. In the continuous stirring mixer, the ratio of the length L of the shell to the inner diameter D of the cross-section of the shell where the eccentric circles overlap with each other, that is, L/D, is 6 to 15. or the method described in paragraph 2. 8 In the above-mentioned continuous stirring mixer, the rotational speed of the stirring shaft is adjusted so that the rotational circumferential speed of the paddle tip is 800 to 5000 cm/
3. The method according to claim 1 or 2, wherein the method is adjusted to a minimum value. 9. The method according to claim 1 or 2, wherein in the continuous stirring mixer, the barrel has a cross section in the shape of two overlapping circles of different centers and the same diameter. 10. The method according to claim 1 or 2, wherein the polymerization reaction temperature is in the range of 60 to 150°C. 11. The method according to claim 1 or 2, wherein the polymerization reaction temperature is in the range of 65 to 115°C. 12. The method according to claim 1 or 2, wherein boron trifluoride etherate is used as a catalyst. 13. The method according to claim 1 or 2, wherein ethylene oxide is used as the comonomer.
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