本發(fā)明屬于有機高分子化合物領域,涉及一種芳綸聚合方法,具體地說是涉及一種采用二氧化碳為溶劑的芳綸聚合方法。
背景技術:
芳綸1313、1414是一種聚酰胺纖維,由(間、對)苯二甲酰氯和(間、對)苯二胺縮聚后經溶液紡絲而成,主要用于防原子輻射、高空高速飛行材料等方面,也可用于特殊要求的輪胎窗子線、耐高溫衣料、蜂窩制件、高溫線管、飛機油箱、防火墻、反滲透膜或中空纖維等。
國內外芳綸合成方法主要有:低溫溶液縮聚法、直接縮聚法、離子液體縮聚法、發(fā)煙硫酸縮聚法。目前只有低溫溶液縮聚法實現了工業(yè)化,其他方法未見工業(yè)化報道。低溫溶液縮聚法最早由美國杜邦公司于1972年發(fā)明,并一直沿用至今,這個合成方法的理論研究和工業(yè)化研究已經比較透徹,得到的聚合物可以適應各種高、中、低應用場合。由于六甲基磷酰三胺(hmpa)對單體和聚合物具有良好的溶解能力,所以早期采用的比較多,例如us3850888、us3884881公開了采用hmpa作為溶劑的低溫縮聚法,但是后來發(fā)現hmpa具有致癌性,所以逐漸被n-甲基吡咯烷酮(nmp)代替,ep0229714、us4737571均公開了采用nmp為溶劑的低溫縮聚法,但是由于nmp的溶解能力沒有hmpa好,通過添加鹽,例如氯化鋰、氯化鈣等,提高溶解能力。由于低溫溶液縮聚法制備芳綸已在工業(yè)上獲得成功應用,現在研究多集中在進一步優(yōu)化反應工藝、降低成本等方面,例如cn106046364a、cn102731778b等。
盡管以nmp為溶劑的低溫溶液縮聚法是商品化芳綸的主要合成方法,但是該方法也存在一定的問題:(1)產品質量不穩(wěn)定,因為nmp是容易吸水的物質,而該反應體系要求是水分含量在200ppm以下,水分的存在對該反應有致命的危害,導致分子量的急劇降低,而nmp的脫水以及反應體系中水分的控制有一定的難度;(2)溶劑回收困難、生產污水難處理,反應后需要用水洗去溶劑nmp,由于nmp極易溶于水,且分離困難,因此溶劑回收困難,另外,反應體系中加入的吡啶等有機堿類酸吸收劑,對nmp溶劑的回收也不利。
技術實現要素:
本發(fā)明所要解決的問題是現有芳綸聚合合成方法中產品質量不易控制、溶劑回收困難,提供一種采用二氧化碳為溶劑的芳綸聚合方法。
為解決上述問題,本發(fā)明采用的技術方案如下:
一種采用二氧化碳為溶劑的芳綸聚合方法,包括將苯二胺與苯二甲酰氯反應,同時在反應體系中加入縛酸劑,并以液體二氧化碳和/或超臨界二氧化碳流體作為反應溶劑。
所述采用液體二氧化碳作為反應溶劑時,反應溫度低于co2的臨界溫度并高于co2的三相點溫度,反應溫度為-56.6~31.1℃;反應過程中,需保持在所述反應溫度下維持二氧化碳為液體狀態(tài)的壓力,壓力優(yōu)選0.55~45mpa。
本申請所述采用液體二氧化碳作為反應溶劑時,反應溫度可以是所述-56.6~31.1℃范圍中任意值或所述范圍內任意值組合形成的范圍,例如-55℃、-50℃、-45℃、-40℃、-35℃、-30℃、-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、-50℃~-5℃、-20℃~5℃、-10℃~-5℃、0℃~25℃、-15℃~-25℃;反應過程中,需保持在所述反應溫度下維持二氧化碳為液體狀態(tài)的壓力,壓力優(yōu)選0.55~45mpa,壓力可以是所述0.55~45mpa范圍中任意值或所述范圍內任意值組合形成的范圍,例如1mpa、5mpa、10mpa、15mpa、20mpa、25mpa、30mpa、35mpa、40mpa、45mpa、5~20mpa、10~20mpa、15~30mpa、15~40mpa、30~40mpa。
所述采用超臨界二氧化碳流體作為反應溶劑時,反應環(huán)境保持在co2的臨界溫度和臨界壓力之上,反應溫度高于31.1℃,反應壓力大于7.29mpa;優(yōu)選,反應溫度為31.1~120℃,壓力為7.29~50mpa。
優(yōu)選地,本申請所述采用超臨界二氧化碳流體作為反應溶劑時,反應溫度可以是所述31.1~120℃范圍中任意值或所述范圍內任意值組合形成的范圍,例如,35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃,40℃~55℃、45℃~60℃、50℃~70℃、60℃~100℃、80℃~120℃、32~120℃等;壓力可以是所述7.29~50mpa范圍中任意值或所述范圍內任意值組合形成的范圍,例如,8mpa、10mpa、15mpa、20mpa、25mpa、30mpa、35mpa、40mpa、45mpa、50mpa、10~20mpa、15~30mpa、25~45mpa、8~50mpa。
本申請所述采用液體二氧化碳和超臨界二氧化碳作為溶劑,是指利用反應過程中放出的熱量或者通過外部熱量的輸入或輸出,使得二氧化碳在液體狀態(tài)和超臨界狀態(tài)之間的轉變,整個反應過程在液體二氧化碳和超臨界二氧化碳兩種狀態(tài)中完成。
本申請在制備過程中,可以首先控制二氧化碳處于液體狀態(tài),苯二胺與苯二甲酰氯反應過程中放熱使得溶液溫度上升,越過二氧化碳的臨界溫度,且壓力也大于臨界壓力7.29mpa時,二氧化碳成為超臨界態(tài),并在超臨界狀態(tài)中繼續(xù)完成反應。
所述苯二胺與苯二甲酰氯摩爾比為0.95~1.0:0.95~1.0,優(yōu)選地,苯二胺與苯二甲酰氯需要嚴格控制摩爾比1:1,否則聚合反應容易終止,影響產品質量。
優(yōu)選地,所述縛酸劑為有機堿和/或無機堿。
優(yōu)選地,所述縛酸劑根據苯二胺與苯二甲酰氯的量,中和生成的氯化氫的所需的理論化學計量的0.95~1.2倍加入反應中,優(yōu)選,所述縛酸劑根據苯二胺與苯二甲酰氯的量,中和生成的氯化氫的所需的理論化學計量的1.01~1.1倍加入反應器中。例如,根據苯二胺與苯二甲酰氯的量,理論上將生成1mol的氯化氫時,應該使用0.95~1.2mol的三乙胺,優(yōu)選三乙胺稍微過量,即1.01~1.1mol。
所述有機堿為胺類,優(yōu)選為叔胺,所述叔胺為具有叔氨基的化合物,例如:三乙胺、三甲胺、三丙胺、三丁胺、二甲基異丙基胺、二甲基環(huán)己基胺、吡啶、4-甲基嗎啉、4-乙基嗎啉、4-丁基嗎啉、n-甲基吡咯烷、n-乙基吡咯烷、n-甲基哌啶、n-乙基哌啶、n-甲基吲哚、n-乙基吲哚、n-甲基吡咯等。
所述無機堿可以沒有任何限制地使用公知的無機堿,例如:碳酸鈉、氫氧化鈣、碳酸鈣、氫氧化鉀、氫氧化鋰、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸氫鈉、氫氧化鎂、碳酸氫鉀、碳酸氫鋰、碳酸鎂、氫氧化鈉等。
研究過程中發(fā)現,當所述縛酸劑為有機堿與無機堿的混合物,特別是所述有機堿的用量至少能夠滿足中和反應過程中產生的氯化氫總量的10~80%時,反應更加穩(wěn)定可控,并有利于聚合物分子量的提高。因此,進一步優(yōu)選縛酸劑為有機堿與無機堿的混合物,且所述有機堿的用量為能夠滿足中和生成的氯化氫總量的10~80%,更進一步優(yōu)選有機堿的用量為能夠滿足中和生成的氯化氫總量的30~60%。
進一步優(yōu)選,所述縛酸劑為堿金屬和/或堿土金屬的碳酸鹽和/或碳酸氫鹽,例如碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸氫鉀、碳酸氫鋰等,堿金屬和/或堿土金屬的碳酸鹽和/或碳酸氫鹽在中和氯化氫的過程中,所生成的堿金屬的氯化物和/或堿土金屬的氯化物,例如氯化鋰、氯化鈣等,能夠進一步改善聚合物在溶劑中的溶解度,有利于聚合物分子量的提高;而中和氯化氫的過程中所生成的二氧化碳,能夠進一步作為溶劑參與反應。
優(yōu)選地,本申請方法,分別將苯二胺和苯二甲酰氯溶解于溶劑中,制備成含有苯二胺的溶液和含有苯二甲酰氯的溶液。
優(yōu)選地,縛酸劑與苯二胺共同溶解于溶劑中,制備成含有縛酸劑-苯二胺-溶劑的混合液;并進一步地,將縛酸劑-苯二胺-溶劑的混合液與含有苯二甲酰氯的溶液進行反應。
優(yōu)選地,當采用溶劑溶解苯二胺時,溶劑用量為苯二胺質量5~50倍;當采用溶劑溶解苯二甲酰氯時,所述溶劑用量為苯二甲酰氯質量的5~50倍。
本申請所述方法在反應結束后,可以通過溫度和/或壓力的改變,使得液體co2和/或超臨界co2流體,轉變成氣體狀態(tài)??梢詫⑥D變成氣體狀態(tài)的co2再進行進一步的壓縮冷凝回收、循環(huán)利用。
特別地,發(fā)明人發(fā)現當采用液體co2或者超臨界co2流體作為溶劑時,特別是對于處于高溫高壓狀態(tài)的超臨界co2流體,在轉變?yōu)闅怏w狀態(tài)的過程中,控制溫度和/或壓力為一個逐漸變化的過程,例如溫度逐漸上升,壓力逐漸降低等,本領域技術人員能夠清楚的理解所述狀態(tài)逐漸變化的含義。可以通過對反應容器提供一定的熱量,例如通過夾套加熱、保溫等方式,或者采用調節(jié)閥,以防止溫度下降快并且降溫幅度大,co2轉變成固態(tài)干冰,從而對閥門、管道等造成堵塞。
本申請所述超臨界co2流體是指co2的溫度和壓力高于其臨界溫度和臨界壓力時所處的一種狀態(tài)。
本申請所述co2的三相點是指使co2三相(氣相,液相,固相)共存的一個溫度和壓強的數值。
本申請所述的芳綸為對位芳綸和間位芳綸,相應地,本申請所述的聚合方法是指將對苯二胺與對苯二甲酰氯反應,或者將間苯二胺與間苯二甲酰氯反應。
本申請有益效果:
(1)采用液體二氧化碳或者超臨界二氧化碳流體作為溶劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)溶劑,不會給產物帶來污染,溶劑廉價易得且無毒,只需要通過改變溫度和/或壓力,就可以實現產物與溶劑的分離。該方法綠色環(huán)保、節(jié)省資源、成本低,且生產過程安全,適合于工業(yè)化生產;
(2)本申請所得縮聚物分子量可控,產品質量好,縮聚物特性粘度ηinh=8~9dl/g,芳綸縮合階段收率能達到98%、芳綸縮合溶劑回收率高于90%。
具體實施方式
實施例1
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑三乙胺9.33g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為25℃,壓力不低于7mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-三乙胺-液體二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯9.02g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為25℃,壓力不低于7mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-三乙胺-液體二氧化碳混合液中,反應放出熱量,使得溶液溫度上升,越過二氧化碳的臨界溫度,壓力也超過二氧化碳的臨界壓力,使其成為超臨界態(tài),對芳綸縮聚物的溶解度增大,繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的芳綸縮聚物進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.25dl/g,芳綸縮合階段收率達到97%,co2回收率高于90%。
實施例2
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑氫氧化鈣3.45g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為15℃,壓力不低于6mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯9.02g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為15℃,壓力不低于6mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液中,反應放出熱量,使得溶液溫度上升,越過二氧化碳的臨界溫度,同時加壓,使壓力超過二氧化碳的臨界壓力,使其成為超臨界態(tài),對芳綸縮聚物的溶解度增大,繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的芳綸縮聚物進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.01dl/g,芳綸縮合階段收率達到96.6%,co2回收率高于90%。
實施例3
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑三乙胺2.69g和氫氧化鈣2.36g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為28℃,壓力不低于7mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯9.02g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為28℃,壓力不低于7mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液中,反應放出熱量,使得溶液溫度上升,越過二氧化碳的臨界溫度,壓力也超過二氧化碳的臨界壓力,使其成為超臨界態(tài),對芳綸縮聚物的溶解度增大,繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.8dl/g,芳綸縮合階段收率達到98%,co2回收率高于90%。
實施例4
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑三乙胺2.69g和氫氧化鈣2.36g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為-15℃,壓力不低于3mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯9.02g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為-15℃,壓力不低于3mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液中,反應過程中維持二氧化碳始終保持在液體狀態(tài),繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.4dl/g,芳綸縮合階段收率達到97.3%;co2回收率高于90%。
實施例5
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入間苯二胺4.80g,加入縛酸劑三乙胺4.49g和氫氧化鈣1.87g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為-25℃,壓力不低于2mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了間苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入間苯二甲酰氯9.02g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為-25℃,壓力不低于2mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了間苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液;將間苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入間苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液中,反應過程中維持二氧化碳始終保持在液體狀態(tài),繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.45dl/g,芳綸縮合階段收率達到97.6%;co2回收率高于90%。
實施例6
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑三乙胺6.28g和碳酸鈣1.73g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為5℃,壓力不低于4mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-三乙胺-碳酸鈣-液體二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯9.02g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為5℃,壓力不低于4mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-三乙胺-碳酸鈣-液體二氧化碳混合液中,反應放出熱量,使得溶液溫度上升,越過二氧化碳的臨界溫度,同時使壓力超過二氧化碳的臨界壓力,使其成為超臨界態(tài),對芳綸縮聚物的溶解度增大,繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.92dl/g,芳綸縮合階段收率達到98%;co2回收率高于90%。
實施例7
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑三乙胺4.49g和氫氧化鈣1.54g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為-25℃,壓力不低于2mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯9.02g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為-25℃,壓力不低于2mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液中,反應過程中維持二氧化碳始終保持在液體狀態(tài),繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.39dl/g,芳綸縮合階段收率達到97.3%;co2回收率高于90%。
實施例8
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑三乙胺2.61g和氫氧化鈣2.3g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為25℃,壓力不低于7mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯8.75g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為25℃,壓力不低于7mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液中,反應放出熱量,使得溶液溫度上升,越過二氧化碳的臨界溫度,同時使壓力超過二氧化碳的臨界壓力,使其成為超臨界態(tài),對芳綸縮聚物的溶解度增大,繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.05dl/g,芳綸縮合階段收率達到96%;co2回收率高于90%。
實施例9
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑三乙胺3.59g和氫氧化鈣2.07g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為25℃,壓力不低于7mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯9.2g,以氮氣置換原有氣體,注入液體二氧化碳,保持反應器內溫度為25℃,壓力不低于7mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的液體二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-液體二氧化碳混合液中,反應放出熱量,使得溶液溫度上升,同時使壓力超過二氧化碳的臨界壓力,越過二氧化碳的臨界溫度,使其成為超臨界態(tài),對芳綸縮聚物的溶解度增大,繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.07dl/g,芳綸縮合階段收率達到96.2%;co2回收率高于90%。
實施例10
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑三乙胺9.34g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為35℃,壓力為8mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-三乙胺-超臨界二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯9.02g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為35℃,壓力為8mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-三乙胺-超臨界二氧化碳混合液中,反應過程中,始終保持二氧化碳的超臨界狀態(tài),繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.3dl/g,芳綸縮合階段收率達到97.4%;co2回收率高于90%。
實施例11
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑氫氧化鈣3.45g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為60℃,壓力為20mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-氫氧化鈣-超臨界二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯9.02g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為60℃,壓力為20mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-氫氧化鈣-超臨界二氧化碳混合液中,反應過程中,始終保持二氧化碳的超臨界狀態(tài),繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.1dl/g,芳綸縮合階段收率達到96.7%;co2回收率高于90%。
實施例12
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑三乙胺2.69g和氫氧化鈣2.37g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為35℃,壓力為8mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-超臨界二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯9.02g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為35℃,壓力為8mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-超臨界二氧化碳混合液中,反應過程中,始終保持二氧化碳的超臨界狀態(tài),繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.9dl/g,芳綸縮合階段收率達到98.4%;co2回收率高于90%。
實施例13
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入間苯二胺4.80g,加入縛酸劑三甲胺3.15g和碳酸鋰1.57g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為60℃,壓力為20mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-三甲胺-碳酸鋰-超臨界二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入間苯二甲酰氯9.02g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為60℃,壓力為20mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了間苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液;將間苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入間苯二胺-三甲胺-碳酸鋰-超臨界二氧化碳混合液中,反應過程中,始終保持二氧化碳的超臨界狀態(tài),繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.86dl/g,芳綸縮合階段收率達到98.2%;co2回收率高于90%。
實施例14
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑吡啶3.5g和碳酸鈣2.4g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為100℃,壓力為10mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-吡啶-碳酸鈣-超臨界二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯9.02g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為100℃,壓力為10mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-吡啶-碳酸鈣-超臨界二氧化碳混合液中,反應過程中,始終保持二氧化碳的超臨界狀態(tài),繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為9dl/g,芳綸縮合階段收率達到98.7%;co2回收率高于90%。
實施例15
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑三乙胺2.69g和碳酸氫鈉5.08g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為50℃,壓力為8mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-三乙胺-碳酸氫鈉-超臨界二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯9.02g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為50℃,壓力為8mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-三乙胺-碳酸氫鈉-超臨界二氧化碳混合液中,反應過程中,始終保持二氧化碳的超臨界狀態(tài),繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.58dl/g,芳綸縮合階段收率達到97.4%;co2回收率高于90%。
實施例16
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑三乙胺2.64g和氫氧化鈣2.32g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為35℃,壓力為8mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-超臨界二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯8.84g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為35℃,壓力為8mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-三乙胺-氫氧化鈣-超臨界二氧化碳混合液中,反應過程中,始終保持二氧化碳的超臨界狀態(tài),繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.08dl/g,芳綸縮合階段收率達到96.4%;co2回收率高于90%。
實施例17
在裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二胺4.80g,加入縛酸劑三甲胺3.15g和碳酸鋰1.58g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為60℃,壓力為20mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二胺-三甲胺-碳酸鋰-超臨界二氧化碳混合液;在另一個裝有攪拌器并連接有干燥氮氣管的壓力反應器中,加入對苯二甲酰氯9.29g,以氮氣置換原有氣體,加入液體二氧化碳,保持溫度為60℃,壓力為20mpa,待壓力反應器中的物質溶解后即制成了對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液;將對苯二甲酰氯的超臨界二氧化碳溶液在快速攪拌下,加入對苯二胺-三甲胺-碳酸鋰-超臨界二氧化碳混合液中,反應過程中,始終保持二氧化碳的超臨界狀態(tài),繼續(xù)攪拌直至反應結束,往壓力反應器中加入水,逐步排出co2氣體并再次壓縮冷凝回收;離心過濾,再洗去殘余的縛酸劑等物質,干燥后得到芳綸縮聚物。
對所得干燥的聚合體進行測定,得到縮聚物特性粘度ηinh為8.1dl/g,芳綸縮合階段收率達到96%;co2回收率高于90%。
本發(fā)明提出的一種采用二氧化碳為溶劑的芳綸聚合方法已通過較佳實施例子進行了描述,相關技術人員明顯能在不脫離本發(fā)明內容、精神和范圍內對本文所述方法進行改動或適當變更與組合,來實現本發(fā)明技術。特別需要指出的是,所有相類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的,他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內容中。