聚合物的制造方法及制造聚合物的流式反应系统技术方案

一种基于流式反应的聚合物的制造方法，该制造方法包括如下步骤，即，将阴离子聚合性单体的液体(A)、阴离子聚合引发剂的液体(B)及聚合终止剂分别导入于不同的流路而在各流路内流通，合流液体(A)与液体(B)，合流液在反应流路内向下游流通中对上述单体进行阴离子聚合，合流在反应流路内流通的聚合反应液与聚合终止剂而停止聚合反应，以获得数均分子量为5000～200000的聚合物，并且提供一种在反应流路内配置有静态混合器，对该混合器的导入口导入数均分子量2000以上的聚合物的聚合物的制造方法及适合实施该制造方法的流式反应系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物的制造方法及制造聚合物的流式反应系统
本专利技术涉及一种聚合物的制造方法。并且，本专利技术涉及一种聚合物的制造中所使用的流式反应系统。
技术介绍
活性阴离子聚合在单分散聚合物、嵌段共聚物、末端官能化聚合物、多支链聚合物、环状聚合物等特殊结构的聚合物的合成中，作为能够实现精密的聚合反应的方法而周知。通常，活性阴离子聚合通过间歇方式进行。但是，当通过间歇方式进行活性阴离子聚合时，需要通过消除聚合时的发热而抑制副反应即链转移反应或终止反应，从而在极低温度下进行聚合反应。例如，在-78℃以下一边冷却阴离子聚合性单体及阴离子聚合引发剂一边进行混合而进行聚合反应。因此，基于间歇方式的活性阴离子聚合的实施中需要超低温冷却设备，从而并不适合于批量生产。并且，基于间歇方式的活性阴离子聚合在机械搅拌下进行。因此，反应系统中容易产生单体或聚合引发剂的局部性不均匀。因此，在基于间歇方式的活性阴离子聚合中，所获得的聚合物的分散度的提高、单体转化率等存在限制。另一方面，还已知有使用微反应器等流式反应装置并通过活性阴离子聚合连续获得分子量分布窄的聚合物的方法。例如，专利文献1中记载有如下内容，即，当通过流式反应对α-烷基苯乙烯单体进行阴离子聚合时，首先，将混合了单体与引发剂的原料溶液调整为规定的高温而对单体进行活性化，接着，一边使该原料溶液在流路中流通一边急剧冷却至能够进行聚合的特定温度范围而进行聚合，由此能够获得高分子量且分子量分布进一步被单分散化的聚合物。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-183217号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题根据上述专利文献1中所记载的聚合方法，在所获得的聚合物的高分子量化及分子量分布的单分散化中，能够获得优异的效果。但是，从制造聚合物的工业实用化的观点出发，本专利技术人等深入研究的结构，可知在专利文献1中所记载的聚合方法中，存在单体转化率变差的情况，在聚合物的制造效率、再现性等观点上，尚未达到充分的状况。因此，本专利技术的课题在于提供一种在使用了流式反应的活性阴离子聚合中，能够以优异的单体转化率获得规定的高分子量且分子量分布被高度单分散化的聚合物的聚合物的制造方法。并且，本专利技术的课题在于提供一种适合实施上述制造方法的流式反应系统。用于解决技术课题的手段本专利技术人等对在使用了流式反应的活性阴离子聚合中，用于消除原料浪费而以高效率获得规定的高分子量且分子量分布被高度单分散化的聚合物的技术进行了深入研究。其结果，发现即便将聚合反应适用于流式反应系统，充分提高单体转化率的同时获得规定的高分子量的聚合物仍存在限制。为了弄清该原因，本专利技术人等重复研究的结果，发现其中一个原因是在聚合反应中，越对聚合物进行高分子量化，生长末端的运动越被限制，并且伴随高分子量化而反应溶液的粘度上升等。即，认为伴随聚合物高分子量化的粘度上升会降低雷诺数，而在流式反应这一特有的反应条件下，反应溶液大致成为层流状态，其妨碍反应溶液中的成分的均匀混合，从而成为降低单体转化率的一个原因。若要解决该问题，则可以考虑进一步提高反应温度，或加长反应时间。但是，若在高温下进行活性阴离子聚合，则例如会导致产生分子量倍增的副反应。并且，若以维持低温反应的状态加粗加长反应管而提高混合性，则装置大型化而设备设计变得困难。在这种状况下，本专利技术人等进一步重复研究的结果，发现在使用了流式反应的活性阴离子聚合中，在反应流路内的聚合反应处于特定阶段的状态下，编入基于静态混合器的混合工序等，在解决上述课题中非常有效。本专利技术是根据这些见解并进一步重复研究而完成的。即，本专利技术的课题通过下述方法得到了解决。〔1〕一种聚合物的制造方法，其通过流式反应进行阴离子聚合反应，上述制造方法包括如下步骤，即，将包含阴离子聚合性单体的液体A、包含阴离子聚合引发剂的液体B及聚合终止剂分别导入于不同的流路而使各液体在各流路内流通，合流上述液体A与上述液体B，合流的液体在反应流路内向下游流通中对上述阴离子聚合性单体进行阴离子聚合，将在该反应流路内流通的聚合反应液与聚合终止剂合流而停止聚合反应，由此获得数均分子量为5000～200000的聚合物，在上述反应流路内配置有静态混合器，将数均分子量2000以上的聚合物导入到该静态混合器的导入口。〔2〕根据〔1〕所述的聚合物的制造方法，其中，将导入上述液体B的流速设为大于10mL/min且2000mL/min以下。〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的聚合物的制造方法，其中，将上述液体A流通的流路的当量直径及上述液体B流通的流路的当量直径均设为1～10mm。〔4〕根据〔1〕～〔3〕中任一个所述的聚合物的制造方法，其中，在上述静态混合器的导入口中，将单体转化率设为1.0％以上。〔5〕根据〔1〕～〔4〕中任一个所述的聚合物的制造方法，其中，将上述静态混合器的当量直径设为2～100mm。〔6〕根据〔1〕～〔5〕中任一个所述的聚合物的制造方法，其中，将上述反应流路的长度设为3～100m。〔7〕根据〔1〕～〔6〕中任一个所述的聚合物的制造方法，其中，将和上述液体A与上述液体B的合流部连结的上述液体A流通的流路数量与上述液体B流通的流路数量的合计设为3～10条。〔8〕根据〔1〕～〔7〕中任一个所述的制造方法，其中，作为上述阴离子聚合引发剂，使用有机锂化合物及有机镁化合物中的至少一种。〔9〕根据〔1〕～〔8〕中任一个所述的制造方法，其中，作为上述阴离子聚合引发剂，使用正丁基锂。〔10〕根据〔1〕～〔9〕中任一个所述的制造方法，其中，上述液体B包含芳香烃。〔11〕一种流式反应系统，其通过阴离子聚合反应制造聚合物，所述流式反应系统具有阴离子聚合性单体流通的第1流路、阴离子聚合引发剂流通的第2流路、聚合终止剂流通的第3流路、第1流路与第2流路合流的第1合流部、与第1合流部的下游连接的反应管、上述反应管与第3流路合流的第2合流部及与第2合流部的下游连接的配管，在上述反应管内配置有静态混合器，将数均分子量2000以上的聚合物导入到该静态混合器的导入口，从上述配管获得数均分子量为5000～200000的聚合物。在本说明书中，关于化合物(包含聚合物)的表达，除了化合物其本身以外，还包含其盐、其离子的含义来使用。并且，表示在发挥目的的效果的范围内包含改变了结构的一部分。在本说明书中，使用“～”来表示的数值范围表示将在“～”的前后记载的数值作为下限值及上限值来包含的范围。在本说明书中，当对流路、合流部、混合器等的管内剖面尺寸(当量直径)进行说明时，是去除了流路彼此之间的连结部分、流路与合流部之间的连结部分、流路与混合器之间的连结部分的尺寸。即，以使流体在连结部分中从上游向下游流动的方式，使用连结软管等来适当调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物的制造方法，其通过流式反应进行阴离子聚合反应，/n该制造方法包括如下步骤，即，将包含阴离子聚合性单体的液体A、包含阴离子聚合引发剂的液体B及聚合终止剂分别导入于不同的流路而使各液体在各流路内流通，合流所述液体A与所述液体B，合流的液体在反应流路内向下游流通中将所述阴离子聚合性单体阴离子聚合，将在该反应流路内流通的聚合反应液与聚合终止剂合流而停止聚合反应，由此获得数均分子量为5000～200000的聚合物，/n在所述反应流路内配置有静态混合器，将数均分子量2000以上的聚合物导入到该静态混合器的导入口。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180329 JP 2018-0647451.一种聚合物的制造方法，其通过流式反应进行阴离子聚合反应，
该制造方法包括如下步骤，即，将包含阴离子聚合性单体的液体A、包含阴离子聚合引发剂的液体B及聚合终止剂分别导入于不同的流路而使各液体在各流路内流通，合流所述液体A与所述液体B，合流的液体在反应流路内向下游流通中将所述阴离子聚合性单体阴离子聚合，将在该反应流路内流通的聚合反应液与聚合终止剂合流而停止聚合反应，由此获得数均分子量为5000～200000的聚合物，
在所述反应流路内配置有静态混合器，将数均分子量2000以上的聚合物导入到该静态混合器的导入口。


2.根据权利要求1所述的聚合物的制造方法，其中，
将导入所述液体B的流速设为大于10mL/min且2000mL/min以下。


3.根据权利要求1或2所述的聚合物的制造方法，其中，
将所述液体A流通的流路的当量直径及所述液体B流通的流路的当量直径均设为1～10mm。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物的制造方法，其中，
在所述静态混合器的导入口中，将单体转化率设为1.0％以上。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物的制造方法，其中，
将所述静态混合器的当量直径设为2～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：和田健二，原田圭，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP