[实用新型]一种低温聚合制备聚乙醇酸的装置

说明书

本实用新型公开了一种低温聚合制备聚乙醇酸的装置。所述装置包括熔融混合釜、与熔融混合釜耦合的外接循环换热单元、依次设置在所述熔融混合釜下游的静态混合器、以及与所述静态混合器相耦合的增粘设备。

技术领域

本实用新型涉及聚合物制备领域，尤其涉及一种适用于低温聚合制备聚乙醇酸的装置及其方法。

背景技术

聚乙醇酸，又称聚乙交酯(polyglycolic acid，简称PGA)，是一种生物可降解的脂肪族聚合物，目前，针对基于乙交酯(GA)本体聚合以制备PGA的反应型挤出设备(例如，反应型双螺杆挤出机)在实际应用时，通常需要使乙交酯在较高的反应温度下(例如220-240℃)进行聚合反应，以获得具有较高分子量的产物。但高的反应温度不仅意味着高能耗，而且还容易导致生成的PGA 发生较大程度或严重的热降解，不利于最终产物的分子量提高，还会造成最终产物的分子量分布变宽，这对材料的力学性能、耐老化性等会造成不利影响。

因此，本领域迫切需要开发一种适用于低温聚合制备聚乙醇酸的装置及其方法。

实用新型内容

本实用新型旨在提供低温聚合制备聚乙醇酸的装置及其方法。

在本实用新型的第一方面，提供一种低温聚合制备聚乙醇酸的装置，包括熔融混合釜、与熔融混合釜耦合的外接循环换热单元、依次设置在所述熔融混合釜下游的静态混合器、以及与所述静态混合器耦合的增粘设备。

在另一实施方式中，所述外接循环换热单元包括外接循环出料口、外接循环进料口、连接外接循环出料口与外接循环进料口的外接循环管路、设置在所述外接循环管路上的换热器和循环泵。

在另一实施方式中，所述外接循环出料口和外接循环进料口分别连接于熔融混合釜下部，且外接循环进料口与熔融混合釜下部的连接处高于外接循环出料口与熔融混合釜下部的连接处。

在另一实施方式中，所述装置有反应助剂储料罐连接于所述熔融混合釜进料口。

在另一实施方式中，所述静态混合器与增粘设备通过物料输送组件连接，所述物料输送组件包括连接所述静态混合器出料口与所述增粘设备进料口的物料输送管路、设置在物料输送管路上的熔体泵、以及与所述熔体泵并联于物料输送管路上的清洗液疏导管。

在另一实施方式中，所述熔体泵与所述增粘设备进料口之间的物料输送管路上设有清洗液排液支路。

在另一实施方式中，所述清洗液疏导管连接于物料输送管路处设有三通阀。

在另一实施方式中，所述清洗液排液支路通过三通阀与所述物料输送管路连接。

在另一实施方式中，所述熔融混合釜出料口与所述静态混合器之间设有熔体计量泵。

在本实用新型的第二方面，提供一种通过如上所述的本实用新型提供的装置低温聚合制备聚乙醇酸的方法，所述方法包括步骤：

(1)使熔融的乙交酯与反应助剂混合得到流体态的预混料；

(2)使步骤(1)得到的流体态预混料在静态混合器中进行预聚合，得到乙醇酸预聚物；

(3)使步骤(2)得到的乙醇酸预聚物通过增粘设备进行终聚合，得到聚乙醇酸。

在另一实施方式中，步骤(1)使用的反应助剂包括催化剂、多元醇和脱水剂。

在另一实施方式中，步骤(1)使用乙交酯，乙交酯纯度不低于98％；优选不低于98.5％；酸度不大于20mmol/kg。

在另一实施方式中，以乙交酯的质量计，催化剂的用量为其0.001-1wt％，多元醇的用量为其0.01-0.1wt％，脱水剂的用量为其0.2-1wt％。

在另一实施方式中，步骤(1)中使温度为90-120℃的熔融的乙交酯与反应助剂混合。