一种二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺制造技术

一种二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺，属于可降解塑料技术领域。其特征在于，包括以下步骤：在反应釜(1)内完成二氧化碳基多元共聚；聚合物胶液和胶液溶解剂在溶解器(3)中连续混合后采出混合液；混合液和聚合物析出剂在析出器(4)中混合得到待沉降液；待沉降液进入分层器(5)分层，上层液从分层器(5)上部连续溢出，底部的物料从分层器(5)底部连续放出后进入脱挥机(6)脱除的挥发分。本发明专利技术提供的一种二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺，具有连续性、操作温度、精制效果好、能耗低的优点，所得可降解塑料成品中杂质含量在0.5％以下，适合工业化。适合工业化。适合工业化。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺


[0001]一种二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺，属于可降解塑料


技术介绍

[0002]传统塑料聚合物由于生物降解性差，随着使用量的增加引发了严重的白色污染问题。随着人们环保意识的逐渐提高，降解性能差的聚合物材料的使用收到很大限制。广大科研人员发现采用二氧化碳聚合生产聚合物材料，不仅可以缓解由于二氧化碳引起的全球气候变暖问题，还可以提高聚合物材料的生物降解性。
[0003]用二氧化碳、环氧烷烃进行共聚反应可制得聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)，它是一种透明的、完全可降解的环保型塑料，具有优良的生物相容性，高阻隔性和抗冲击韧性，但具有较低的玻璃化转变温度(Tg＝30
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40℃)，这限制了它的大规模应用。为了改善PPC的性能，通常在PPC主链上引入第三种单质进行改性。如在PPC主链上引入邻苯二甲酸酐，制得的可降解聚合物具有高透光性、较高的玻璃化转变温度、良好的发泡性能，其制备方法和后处理工艺已有专利进行了报道。但是从反应至后处理直至得到合格成品的工业化连续生产工艺还未有相关专利或文献报道。
[0004]例如，专利CN 111378101A中公开了一种以PA、环氧丙烷和CO2为原料合成二氧化碳基聚酯
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聚碳酸脂三元共聚物的方法，将一定质量的邻苯二甲酸酐、环氧丙烷、催化剂加入到高压反应釜中，充入1.0MPa的CO2，在80℃下反应12h，反应结束后淬火反应，产物经溶解、沉淀、干燥得到产品。该专利对于反应制得胶液的提纯方法仅简单叙述，未提及实现所述方法的具体操作。
[0005]专利CN 114539515A中公开了一种可生物降解的二氧化碳基三元共聚物及其制备方法，将一定质量的环氧丙烷、丙交酯、催化剂加入到反应釜中，充入1.0MPa的CO2，在25℃下反应36h，反应结束后，用丙酮溶解聚合物，然后用甲醇溶液洗涤三次，洗涤后的产物35℃真空干燥24h。该方法用甲醇溶液洗涤三次来脱除溶剂和催化剂，操作繁琐，而且也未提及具体的操作方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种操作简捷、效率高、分离彻底的二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]1)二氧化碳及共聚单体在反应釜内在催化剂的作用下完成二氧化碳基多元共聚得到聚合物胶液，每次反应完成得到的聚合物胶液均转移至缓冲罐中暂存；
[0009]2)从缓冲罐连续将聚合物胶液输送至溶解器中，并同时保持向溶解器中输送胶液溶解剂，使胶液溶解于胶液溶解剂中得到混合液；所述的溶解器保持连续进料的同时连续采出；
[0010]3)溶解器连续采出的混合液连续输送入析出器中，并同时保持向析出器中输送聚合物析出剂，使二氧化碳基生物可降解聚合物从混合液中析出得到待沉降液；所述的析出器保持连续进料的同时连续采出；
[0011]4)从析出器连续采出的待沉降液进入分层器分层，分层器上层液从分层器上部连续溢出后进入回收系统，底部的物料从分层器底部连续放出后进入脱挥机脱除的挥发分，挥发分经冷凝后送至回收系统，脱挥机的出料即成品。
[0012]本专利技术将反应完成的胶液在溶解器中进行连续的溶解，溶解后再在析出器中进行连续的析出，溶解和析出连续进行，避免了在反应釜内批次出料时存在于各批次之间的质量差异，同时提高了生产效率。分层器中同样实现液体和析出沉降物的连续分离，液体从分层器上部自行溢出；析出沉降物则从分层器底部连续自流放出，达到无外动力的连续进料连续分离的目的，相对于其它分离方式，降低了生产能耗。
[0013]优选的一种上述的二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺，所述的共聚单体为环氧类化合物、酸酐类化合物、酯类化合物中的一种或几种的组合。
[0014]优选的，所述的环氧类化合物为环氧烷烃。所述环氧烷烃选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧环己烷、环氧氯丙烷、环氧戊烷、环氧己烷中的一种或几种的组合。
[0015]本生产工艺通过调整胶液溶解剂和聚合物析出剂的种类和用量，能够适用于绝大多数的二氧化碳基生物可降解聚合物的生产。
[0016]本专利技术针对不同的二氧化碳基生物可降解聚合物的生产，需要调整胶液溶解剂的种类和用量；具体的，上述的二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺中：所述的胶液溶解剂为二氯甲烷、1，2
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二氯乙烷、1，2
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二氯丙烷、丙酮、乙酸乙酯、四氯化碳、苯乙烯、三氯乙烯中的一种或几种的组合；步骤2)中单位时间内送入所述的溶解器中的聚合物胶液和胶液溶解剂的质量比为1：(0.1～3)。上述胶液溶解剂的种类和用量能够满足各类二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺，不同的选择影响溶解时间和溶解率，在此不进行一一举例。
[0017]优选的，所述的胶液溶解剂为1，2
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二氯乙烷和1，2
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二氯丙烷的混合溶剂；步骤2)中单位时间内送入所述的溶解器中的聚合物胶液和胶液溶解剂的质量比为1：(0.1～1)。优选的胶液溶解剂尤其适用于二氧化碳和环氧类化合物单体共聚的二氧化碳基生物可降解聚合物，对该类聚合物具有更快的溶解效率，可以用更少的胶液溶解剂，更快的完成溶解。对溶解器的要求低，所需在溶解器中的时间更短，有利于提高整条生产工艺的生产效率。
[0018]更优选的，所述的混合溶剂中1，2
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二氯乙烷和1，2
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二氯丙烷的质量比为3～7：1；步骤2)中单位时间内输送入所述的溶解器中的聚合物胶液和胶液溶解剂的质量比为1：(0.1～0.3)。更优选的胶液溶解剂尤其适用于二氧化碳、环氧烷烃和邻苯二甲酸酐的共聚，对该聚合物具有更快的溶解效率，可以用更少的胶液溶解剂，更快的完成溶解。对溶解器内的存留时间和混液能力要求低，有利于提高该生产工艺的生产效率。
[0019]本专利技术针对不同的二氧化碳基生物可降解聚合物的生产，需要调整聚合物析出剂的种类和用量；具体的，上述的二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺中：所述的聚合物析出剂为醇类物质、醚类物质、烷烃中的一种或几种的组合；步骤3)中单位时间内输送入所述的析出器中的混合液和聚合物析出剂的质量比为1：(0.2～1.5)。上述聚合物析出剂的种类和用量能够满足各类二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺，不同的选择影
响聚合物析出时间和析出率，在此不进行一一举例。
[0020]优选的，所述聚合物析出剂为无水乙醇和正丁醚按质量比2～10：1复配的混合析出剂；步骤3)中单位时间内输送入所述的析出器中的混合液和聚合物析出剂的质量比为1：(0.2～0.4)。优选的聚合物析出剂尤其适用于二氧化碳、环氧烷烃和邻苯二甲酸酐的共聚，对该聚合物具有更快的析出效率，可以用更少的聚合物析出剂，更快的完成聚合物析出。对析出器内的存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)二氧化碳及共聚单体在反应釜(1)内在催化剂的作用下完成二氧化碳基多元共聚得到聚合物胶液，每次反应完成得到的聚合物胶液均转移至缓冲罐(2)中暂存；2)从缓冲罐(2)连续将聚合物胶液输送至溶解器(3)中，并同时保持向溶解器(3)中输送胶液溶解剂，使胶液溶解于胶液溶解剂中得到混合液；所述的溶解器(3)保持连续进料的同时连续采出；3)溶解器(3)连续采出的混合液连续输送入析出器(4)中，并同时保持向析出器(4)中输送聚合物析出剂，使二氧化碳基生物可降解聚合物从混合液中析出得到待沉降液；所述的析出器(4)保持连续进料的同时连续采出；4)从析出器(4)连续采出的待沉降液进入分层器(5)分层，分层器(5)上层液从分层器(5)上部连续溢出后进入回收系统，底部的物料从分层器(5)底部连续放出后进入脱挥机(6)脱除的挥发分，挥发分经冷凝后送至回收系统，脱挥机(6)的出料即成品。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺，其特征在于：所述的共聚单体为环氧类化合物、酸酐类化合物、酯类化合物中的一种或几种的组合。3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺，其特征在于：所述的胶液溶解剂为二氯甲烷、1，2
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二氯乙烷、1，2
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二氯丙烷、丙酮、乙酸乙酯、四氯化碳、苯乙烯、三氯乙烯中的一种或几种的组合；步骤2)中单位时间内送入所述的溶解器(3)中的聚合物胶液和胶液溶解剂的质量比为1：(0.1～3)。4.根据权利要求1或3所述的一种二氧化碳基生物可降解聚合物的连续生产工艺，其特征在于：所述的胶液溶解剂为1，2
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二氯乙烷和1，2
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二氯丙烷的混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪国，闫怡，王波，李宜格，
申请(专利权)人：山东联欣环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：