本实用新型专利技术公开了一种用于芳纶1414连续聚合的对苯二胺溶解系统，属于人造纤维生产设备技术领域。通过对苯二胺储罐、溶剂储罐、静态混合器、混合罐、保温装置及氮封装置等设置，首先，在静态混合器中，将精馏后处于熔融态的对苯二胺与一定压力的有机溶剂预混合，产生细小微粒的预混料；其次，在混合罐中，将对苯二胺与有机溶剂再混合，促使对苯二胺在混合罐内快速溶解，形成浓度5～10%的对苯二胺溶液，同时有效避免对苯二胺被氧化，并保证聚合物质量和制备效率；本系统结构简单、方便及且实用。
【技术实现步骤摘要】
一种用于芳纶1414连续聚合的对苯二胺溶解系统
本技术涉及一种溶解系统，尤其涉及一种用于芳纶1414连续聚合的对苯二胺溶解系统，属于人造纤维生产设备
技术介绍
芳纶1414，又称为聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物（PPTA），是一种采用低温溶液缩聚反应合成的高分子聚合物。美国杜邦公司于1965年利用PPTA/H2SO4溶液的液晶行为，以干喷湿纺法获得了高性能聚对苯二甲酰对苯二胺纤维。该纤维具有高耐热性、高抗拉强度、高绝缘性、耐化学腐蚀性、高压缩性及高抗弯强度，且热收缩和蠕变性能稳定，被作为特种纤维和复合材料，其在航天、航空、交通、通讯等领域均得以应用，具体用于防弹成品、土木工程、复合材料、传送带及摩擦密封材料等。制备聚对苯二甲酰对苯二胺的聚合反应如下所示：目前，芳纶1414的制备技术是采用低温缩聚工艺，即将参加聚合反应的单体对苯二胺（PPDA）溶解于有机溶剂中，与对苯二甲酰氯（TPC）发生缩聚反应，有机溶剂作为反应的介质，两种反应单体在该溶剂体系中反应生成高分子聚合物并在溶剂中不断析出。其中，在此过程中的一个技术难点是：如何将单体对苯二胺溶解于有机溶剂中。对苯二胺在常温下，为块状晶体，表面坚硬，质地紧密，与空气接触极易被氧化，且易吸收空气中的水分；对苯二胺在有机溶剂中的溶解度极小，且溶解速度慢。在现有常规的对苯二胺溶解于有机溶剂的方法中，存在如下问题：一、直接将对苯二胺晶体直接加入至有机溶剂中并通过搅拌溶解，但其很难将对苯二胺完全溶解，并达到所需的浓度（大于5%）；二、若将对苯二胺晶体破碎为粉末，再进行加料溶解，但这使得对苯二胺粉末的氧化速度更快、吸水更快，严重影响芳纶1414产品质量，比如：氧化后的对苯二胺颜色为黑色，是一种着色剂，极微量的对苯二胺被氧化都会造成芳纶聚合物颜色灰暗，用这种聚合物制备的芳纶纤维颜色也非常差，在很多领域不能使用；又比如：芳纶聚合体系对水分要求非常高，水分子能够使高分子聚合物失去活性，聚合物分子量低，达不到纺丝要求，通常需聚合系统内水分控制在50PPM以下，故直接采用晶体或粉体加料在控制水分上非常难，且需要采用极复杂的密封加料系统；三、将对苯二胺晶体破碎为粉末，在加料过程中还会严重污染环境；四、由于对苯二胺在常温下为晶体，熔点为141℃，将熔融态的对苯二胺加入至溶剂中进行溶解，理论上能够加快溶解速度，但是在实施上难度极大。首先，熔融态的对苯二胺氧化速率会急剧增加，微量空气就可以破坏整个溶解系统，导致对苯二胺被氧化，溶液颜色发生异常；其次，熔融态的对苯二胺在加入至只有溶剂的储罐或者反应罐中时，与温度较低的溶剂接触，甚至在空中时，熔融态对苯二胺都会冷却凝固，变为固态对苯二胺，最终而无法有效与溶剂进行混合溶解，且若溶解系统提高温度，有机溶剂在高温下易出现蒸发、分解及燃烧等风险。于2016年04月18日公开了一种公开号为CN105688706A，名称为“一种对苯二胺的连续溶解装置及方法”的专利文献，其中，公开了：属高分子合成
，涉及一种对苯二胺的连续溶解装置及方法，特别涉及一种对位芳纶纤维用树脂连续聚合过程中单体对苯二胺的连续溶解装置及方法，即以PPD连续溶解来代替常用的间歇式溶解，从而使PPTA聚合的所有过程都是连续操作，进而不仅保证了树脂分子量的稳定性，而且实现了树脂色泽的一致性。但是还是未解决上述的技术问题。
技术实现思路
本技术旨在解决现有的对苯二胺溶解系统中，存在对苯二胺溶解时间长、对苯二胺易被氧化、溶剂温度过高导致蒸发严重等问题，而提出了一种用于芳纶1414连续聚合的对苯二胺溶解系统。在本技术方案中，通过对苯二胺储罐、溶剂储罐、静态混合器、混合罐、保温装置及氮封装置等设置，首先，对苯二胺与有机溶剂在静态混合器中预混合；其次，在混合罐中，再混合溶解，使得对苯二胺溶解更彻底，并形成浓度大于5%的对苯二胺溶液，同时有效避免对苯二胺被氧化，并保证聚合物质量和制备效率；本系统结构简单、方便且实用。为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：一种用于芳纶1414连续聚合的对苯二胺溶解系统，包括用于储存精馏后处于熔融态的对苯二胺的对苯二胺储罐、用于储存有机溶剂的溶剂储罐、将对苯二胺与有机溶剂预混合的静态混合器、将对苯二胺与有机溶剂再混合的混合罐、用于对对苯二胺进行保温的保温装置以及用于防止氧气和水分与对苯二胺接触而密封的氮封装置，对苯二胺储罐通过对苯二胺输送管与静态混合器连接，溶剂储罐通过溶剂输送管与静态混合器连接，静态混合器通过混料输送管与混合罐连接；保温装置与对苯二胺储罐、对苯二胺输送管、静态混合器及混料输送管连接，完成对对苯二胺的保温工作，使对苯二胺处于熔融态，最终而溶解完全；氮封装置与对苯二胺储罐、溶剂储罐及混合罐连接，利用氮气对对苯二胺进行密封，而防止对苯二胺与氧气和水分接触。进一步的，所述氮封装置包括氮气罐和废气罐，氮气罐和废气罐均与对苯二胺储罐连接，氮气罐、废气罐及对苯二胺储罐三者之间形成对对苯二胺氮封的氮气通路；氮气罐和废气罐均与溶剂储罐连接，氮气罐、废气罐及溶剂储罐三者之间形成对有机溶剂氮封的氮气通路，进而防止有机溶剂带入氧气和水分进入静态混合器中后，对对苯二胺产生影响，即间接的对对苯二胺进行密封；氮气罐和废气罐均与混合罐连接，氮气罐、废气罐及混合罐三者之间形成对混料氮封的氮气通路，即间接的对对苯二胺进行密封，防止对苯二胺与氧气及水分接触，并有效提高对苯二胺溶解效率和质量，为芳纶1414连续聚合提供稳定、高质量的中间原料。进一步的，所述保温装置为现有成熟技术中的保温装置。进一步的，所述静态混合器上设有对苯二胺进口和溶剂进口，内部设有用于预混合的混合腔，混合腔底部设有预混料出口，预混料出口与混料输送管连接。进一步的，所述混合罐中设有搅拌机构，搅拌机构为现有成熟技术中的搅拌机构。进一步的，所述混合罐通过出料管与下一工序连接。进一步的，所述出料管上连接有循环管，循环管一端与出料管连接，另一端与混合罐连接，混合罐、出料管与循环管三者之间形成物料循环通路。进一步的，所述对苯二胺输送管上设有釜底阀Ⅰ、输送泵Ⅰ进口阀、输送泵Ⅰ、输送泵Ⅰ出口阀、对苯二胺计量流量计及受对苯二胺计量流量计连锁控制的对苯二胺输送管自控阀。进一步的，所述溶剂输送管上设有釜底阀Ⅱ、输送泵Ⅱ进口阀、输送泵Ⅱ、输送泵Ⅱ出口阀、溶剂计量流量计及受溶剂计量流量计连锁控制的溶剂输送管自控阀。进一步的，所述出料管上设有釜底阀Ⅲ、输送泵Ⅲ进口阀、输送泵Ⅲ、输送泵Ⅲ出口阀和出料管阀门，循环管上设有循环管阀门和取样阀。基于用于芳纶1414连续聚合的对苯二胺溶解系统，涉及有对苯二胺溶解方法，具体包括如下步骤：基于用于芳纶1414连续聚合的对苯二胺溶解系统，涉及有对苯二胺溶解方法，具体包括如下步骤：A．将精馏后处于熔融态的对苯二胺保存于对苯二胺储罐中，将有机溶剂保存于溶剂储罐中，并向对苯二胺储罐、溶剂储罐和混合罐中通入氮本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于芳纶1414连续聚合的对苯二胺溶解系统，其特征在于：包括用于储存精馏后处于熔融态的对苯二胺的对苯二胺储罐（1）、用于储存有机溶剂的溶剂储罐（2）、将对苯二胺与有机溶剂预混合的静态混合器（3）、将对苯二胺与有机溶剂再混合的混合罐（4）、用于对对苯二胺进行保温的保温装置（6）以及用于将对苯二胺进行氮封的氮封装置（5）；/n所述对苯二胺储罐（1）通过对苯二胺输送管（107）与静态混合器（3）连接，溶剂储罐（2）通过溶剂输送管（207）与静态混合器（3）连接，静态混合器（3）通过混料输送管与混合罐（4）连接；/n所述保温装置（6）与对苯二胺储罐（1）、对苯二胺输送管（107）、静态混合器（3）及混料输送管连接；/n所述氮封装置（5）与对苯二胺储罐（1）、溶剂储罐（2）及混合罐（4）连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于芳纶1414连续聚合的对苯二胺溶解系统，其特征在于：包括用于储存精馏后处于熔融态的对苯二胺的对苯二胺储罐（1）、用于储存有机溶剂的溶剂储罐（2）、将对苯二胺与有机溶剂预混合的静态混合器（3）、将对苯二胺与有机溶剂再混合的混合罐（4）、用于对对苯二胺进行保温的保温装置（6）以及用于将对苯二胺进行氮封的氮封装置（5）；
所述对苯二胺储罐（1）通过对苯二胺输送管（107）与静态混合器（3）连接，溶剂储罐（2）通过溶剂输送管（207）与静态混合器（3）连接，静态混合器（3）通过混料输送管与混合罐（4）连接；
所述保温装置（6）与对苯二胺储罐（1）、对苯二胺输送管（107）、静态混合器（3）及混料输送管连接；
所述氮封装置（5）与对苯二胺储罐（1）、溶剂储罐（2）及混合罐（4）连接。
2.根据权利要求1所述的用于芳纶1414连续聚合的对苯二胺溶解系统，其特征在于：所述氮封装置（5）包括氮气罐（501）和废气罐（502），氮气罐（501）和废气罐（502）均与对苯二胺储罐（1）连接，氮气罐（501）、废气罐（502）及对苯二胺储罐（1）三者之间形成对对苯二胺氮封的氮气通路；
氮气罐（501）和废气罐（502）均与溶剂储罐（2）连接，氮气罐（501）、废气罐（502）及溶剂储罐（2）三者之间形成对有机溶剂氮封的氮气通路；
氮气罐（501）和废气罐（502）均与混合罐（4）连接，氮气罐（501）、废气罐（502）及混合罐（4）三者之间形成对混料氮封的氮气通路。
3.根据权利要求1所述的用于芳纶1414连续聚合的对苯二胺溶解系统，其特征在于：所述静态混合器（3）上设有对苯二胺进口（301）和溶剂进口（302），内部设有用于预混合的混合腔（304），混合腔（304）底部设有预混料出口...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔晓静，孙潜，王昕玥，毛亚丽，汪健，
申请(专利权)人：蓝星成都新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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