[发明专利]一种氨纶聚合工艺及该工艺使用之动态混合器

说明书

一种氨纶聚合工艺及该工艺使用之动态混合器，属于化纤生产技术及设备领域，涉及一种氨纶连续聚合工艺。一种新的动态混合器，使要混合的不同物料从相邻的进料窄槽121、13、122以膜片状进入混合器腔体，增加物料初始接触面积并在高速搅拌下快速混合均匀，用于代替氨纶连续聚合工艺的预聚合反应管道、预聚物溶解机、第二反应器、高聚物溶液与ADD浆料混合的小搅拌罐；还提供一种在扩链剂混合胺中添加吸附剂以达到缓释起扩链剂作用的混合胺、提高二次聚合反应的均匀度、降低高分子聚合物分子量分布宽度、减少胶体产生的氨纶聚合工艺；由于新功能性材料改良工艺及设备的使用，纺丝原液的固含量按38%~40%左右控制，纺丝原液储存时间则按5~15小时控制。

技术领域

本发明属于化纤生产工艺及设备技术领域，涉及干纺氨纶聚合生产工艺及该工艺使用的物料混合设备。

背景技术

目前干纺工艺生产氨纶，聚合分为预聚合和二次聚合：

预聚合由两种主要原料PTMG（聚四亚甲基醚二醇）和MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）按一定比例在45℃左右先混合均匀，然后升温到70~90℃发生化学反应，生成异氰酸酯基封端的预聚物；

二次聚合是将预聚物溶液和混合胺溶液混合进行进一步的扩链反应，混合胺溶液由双胺基的有机胺（如乙二胺EDA）与单胺基的有机胺（如二乙胺DEA）按一定的比例溶解于溶剂DMAC中调配而成，胺基与异氰酸酯基发生化学反应生成含有脲基键的高分子量聚合物（以下简称高聚物）。其中双胺基有机胺起扩链作用，单胺基有机胺则起到终止高分子链继续增长的作用，防止二次聚合物分子量过大导致胶体产生及粘度过高影响到纺丝原液的品质和生产的稳定性。

干纺氨纶聚合工艺又分为间歇聚合工艺和连结聚合工艺。

间歇聚合工艺：

预聚合是先将PTMG计量好后投入预聚反应釜中，再将计量好的MDI投入预聚反应釜中，通过反应釜的搅拌将两种物料混合均匀，此过程物料温度控制在45℃左右，当PTMG和MDI混合均匀以后，反应釜夹套45℃保温水切换成70℃的保温水对物料进行升温以加速反应，当物料温度达到70℃后保温40~60分钟，预聚合反应结束；

溶剂DMAC计量输入预聚反应釜，在搅拌作用下将预聚物溶解成预聚物溶液，输送到二次聚合反应釜中，将预聚物溶液降温到15~20℃左右，然后按一定的添加速度将混合胺溶液喷入二次聚合反应釜中进行扩链反应，当反应釜搅拌电机的电流达到最高峰开始下降的时候判断反应到达终点并停止添加混合胺溶液，二次聚合反应结束；

把二次聚合反应结束后的高聚物溶液输送到下一个混合罐，将起消光、防粘、抗紫外线、助染、耐热解、抗氧化等作用的助剂与DMAC及部份纺丝原液混合研磨而成的浆料（以下简称ADD浆料）与高聚物溶液搅拌混合均匀，形成纺丝原液；纺丝原液输送到多个串联的原液储罐，经过约35~55小时后，粘度达到工艺要求并进入纺丝生产工序。

连续聚合工艺：

预聚合是将按一定比例计量过的PTMG与MDI连续地输入长达将近100米的（如果以10吨/天的生产规格的话）内置静态混合器的管道内，初始物料混合温度控制在45℃左右；经过一定距离管道混合后，夹套通80~90℃热水对物料进行升温，使PTMG与MDI的混合料温度上升到80~90℃进行预聚扩链反应，约120分钟后混合物料基本升温到位、预聚合反应结束，预聚物继续在管道内流动约100分钟，最后几段管道的混合管道夹套通冷却水进行降温，将预聚物温度降到50℃左右流入预聚物储罐，在储罐中约停留5~10小时；

用计量泵连续地将预聚物输入溶解机、在溶解机内预聚物与DMAC在高速搅拌下溶解成预聚物溶液后再被输入二次聚合反应器进行二次聚合扩链反应；

高聚物溶液被输送到一个较小的带搅拌的罐体内，经过计量后的ADD浆料也直接输入该搅拌罐，搅拌速度约50RPM，物料在缸体内停留约5分钟后被一个齿轮泵输出，经过多段带有静态混合器的管道进一步混合均匀并降温后变成纺丝原液，送入多个串联的原液储罐，经过约35~55小时后，粘度达到工艺要求并进入纺丝生产工序；