聚乳酸的缩聚制备系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种聚乳酸的缩聚制备系统，包括本体聚合装置和溶液聚合装置；通过本体聚合装置进行脱水和初步聚合反应后，再利用溶液聚合装置进行二次充分聚合，可以得到大分子量的聚乳酸；通过实验证明：采用本装置制备聚乳酸，其效率比传统的“两步法”(即齐聚和高温裂解)高出2.5-3倍，生产成本节约2倍以上，而且该装置结构简单，容易实现，极具推广价值。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种聚乳酸的制备系统，特别涉及一种利用乳酸直接缩聚制备高分子量聚乳酸的系统。
技术介绍
随着科学与社会的发展，环境和资源问题越来越受到人们的重视，成为全球性问题。石油为原料的塑料材料应用广泛，这类材料使用后很难回收利用，造成了目前比较严重的“白色污染”问题；而且石油这一类资源不可再生，大量不合理的使用给人类带来了严重 的资源短缺问题。降解材料的出现，尤其是降解材料的原材料的可再生性为解决这一问题提供了有效的手段。聚乳酸(PLA)是目前研究应用相对较多的一种降解材料，它是以淀粉发酵(或化学台成)得到的乳酸为基本原料制备而成的一种环境友好型材料，它不仅具有良好的物理性能，还具有良好的生物相容性和降解性能，且对人体无毒无刺激。但是，目前应用性聚乳酸绝大部分是通过两步法制备得到的。即先由乳酸经齐聚和高温裂解得到丙交酯，然后进行催化开环聚合制备得到聚乳酸，两步法制备过程繁琐、成本高，得到的聚乳酸的价格比普通的材料高出好多倍，仅在高值的医学领域得到了一些应用。通过乳酸直接缩聚(一步法)制备聚乳酸可以简化生产过程，减低生产成本。然而，一步法聚合过程中，缩聚装置的合理设计对产品质量有很大的影响。针对上述不足，需要研制出一种结构简单，成本较低，而且效率较高的缩聚装置，以满足聚乳酸低成本、高效率工业化生产的需要。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种聚乳酸的缩聚制备系统，使其能够采用一步聚合方法实现聚乳酸的低成本、高效率工业化生产，节约成本。本技术的目的是通过以下技术方案实现的一种聚乳酸的缩聚制备系统，包括本体聚合装置和溶液聚合装置；所述本体聚合装置包括四口容器、冷凝器和单口接收容器I ;四口容器的端口 I与冷凝器的一端相连通，四口容器的端口 II用于连接惰性气管；四口容器的端口 III插入搅拌套管，冷凝器的另一端与单口接收容器I相连通，冷凝器的管口设有用于连接真空泵的接口 ；所述溶液聚合装置包括一端与四口容器的端口 IV相连通的恒压干燥器，恒压干燥器的另一端口与油水分离器连通，油水分离器的上端口与冷凝器连通，下端口与单口接收容器II连通，中部设有控制阀门I ;冷凝器上口设有用于连接真空泵的抽真空口 ；所述四口容器的端口 I和端口 IV分别设置控制阀门II和控制阀门III。本技术的有益效果为采用本技术所述的聚乳酸的缩聚制备系统，采用乳酸作为原料，通过本体聚合装置进行脱水和初步聚合反应后，再利用溶液聚合装置进行二次充分聚合，可以得到大分子量的聚乳酸。该装置结构简单，容易实现，而且制备成本大大降低，极具推广价值。以下结合附图和实施例对本技术作进一步描述附图I是本技术所述的聚乳酸的缩聚制备系统结构示意图。具体实施方式如图I所示本实施例的聚乳酸的缩聚制备系统，包括本体聚合装置和溶液聚合装置；所述本体聚合装置包括四口容器I、冷凝器I 2和单口接收容器13 ;四口容器的端口I与冷凝器的一端相连通，四口容器的端口 II用于连接惰性气管；四口容器的端口 III插入搅拌套管4，冷凝器I的另一端与单口接收容器I 3相连通，冷凝器的管口设有用于连接真空泵的接口 2a;所述溶液聚合装置包括一端与四口容器的端口 IV相连通的恒压干燥器5，恒压干燥器5的另一端口与油水分离器6连通，油水分离器6的上端口与冷凝器II 7连通，下端口与单口接收容器II 8连通，中部设有控制阀门I 9;冷凝器II 7上口设有用于连接真空泵的抽真空口 6a;所述四口容器的端口 I和端口 IV分别设置控制阀门IIlO和控制阀门11111。使用时，先将控制阀门IIIll关闭，打开控制阀门1110，对四口容器I加热、通氮气、搅拌和抽真空，原料乳酸中的水挥发成水蒸汽进入冷凝管，在冷凝管的作用下，水蒸气又冷凝为水滴注入左端单口接收容器I 3，从而实现对原料乳酸脱水过程。当脱水过程结束后，在四口容器中加入催化剂，预定实验条件下进行聚合反应，反应过程中生成的水与脱水过程一样流入单口接收容器I 3中，一段时间后得到一定分子量的聚乳酸；此过程称为本体聚合过程。然后将控制阀门IIlO关闭，控制阀门IIIll打开，向四口容器中加入催化剂和溶剂；向油水分离器中加入同样的溶剂，使溶剂的液面与分水器的出口处相平。实验设定条件下进行聚合反应，反应过程中生成的水和溶剂一起挥发进入冷凝器中，在冷凝器的作用下转为液态滴入油水分离器中由于水和溶剂不溶，且水的密度大于溶剂的密度，从而水沉于油水分离器的底部，而溶剂处于油水分离器的上部，这样冷凝的溶剂与水分开，经干燥器回流到四口瓶中循环使用；当油水分离器底部的水积累较多时，可通过打开阀门I 9放水至单口接收容器II 8中，从而保证水不至于过多溢至四口容器中完成二次聚合反应。采用本技术所述的聚乳酸的缩聚制备系统，采用乳酸作为原料，通过本体聚合装置进行脱水和初步聚合反应后，再利用溶液聚合装置进行二次充分聚合，可以得到大分子量的聚乳酸。通过实验证明采用本装置制备聚乳酸，其效率比传统的“两步法”(即齐聚和高温裂解)高出2. 5-3倍，生产成本节约2倍以上，而且该装置结构简单，容易实现，极具推广价值。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸的缩聚制备系统，其特征在于包括本体聚合装置和溶液聚合装置；所述本体聚合装置包括四口容器(I)、冷凝器I (2)和单口接收容器1(3);四口容器的端口 I与冷凝器的一端相连通，四口容器的端口 II用于连接惰性气管；四口容器的端口III插入搅拌套管(4)，冷凝器I的另一端与单口接收容器I (3)相连通，冷凝器I的管口设有用于连接真空泵的接口(2a)； 所述溶液聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奎，张健荣，何震，曾小梅，
申请(专利权)人：重庆恒远晋通科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：