[发明专利]聚合物的制造方法、制造装置、聚合物的脱挥装置及脱挥方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物的制造方法、制造装置、聚合物的脱挥装置及脱挥方法，尤其涉及一种从聚乳酸等开环聚合类聚合物中去除未反应的单体等的技术。

背景技术

作为由开环聚合反应合成的聚合物之一的聚乳酸，是以作为羟基羧酸之一的乳酸为原料制造的无色透明的聚酯。作为由乳酸合成聚乳酸的方法之一，公知的方法为：通过缩合乳酸生成低聚物，在其中添加氧化锑等催化剂进行解聚而生成作为环状缩合物的丙交酯(乳酸的二聚体)，在该丙交酯中添加辛酸锡等催化剂来进行开环聚合。

作为聚合聚乳酸的方法，公知的例如有：将进行丙交酯的开环聚合的反应槽串联连接，同时进行原料的供给和聚合物的排出的连续方式。在这种情况下，通过适当调整各反应槽中的温度、催化剂量、滞留时间等来进行操作，可以抑制由热历程的时间变长和聚合产生的反应热的积蓄引起的聚乳酸的热分解而导致的着色。

但是，通过如上方法制造的聚乳酸由于含有较多的未反应的丙交酯和单体，因此存在强度脆弱或易水解的问题。为此，公开了在减压环境下从成为最终聚合物的聚乳酸中去除未反应的丙交酯或单体的(除去单体)装置(参照专利文献1)。专利文献1中所述的装置中，将多个搅拌翼以一定间隔且相互平行地安装在旋转轴上的搅拌机被收纳在卧式的容器内，该容器中设置有被聚合的反应物(聚合物)的供给口和排出口、用于进行脱挥的脱挥口。供给到容器内的反应物质随搅拌翼的旋转而在容器内移动，同时在通过减压环境而使未反应单体脱挥(脱揮)(除去挥发物)的状态下被排出。

另外，专利文献2所记载的发明公开了以下技术，即以缩聚类的聚酯为对象，将多个翼板和环状圆板交替配置在容器的长方向上，形成搅拌体，通过使该搅拌体在容器内沿槽周方向旋转，促进聚合反应，进行副产物的脱挥除去的技术。本技术中，在与沿容器内的长方向流动的反应液实质上垂直的面上(铅直的面)进行搅拌，同时通过在虚拟旋转中心不设置搅拌轴，可以抑制聚合物粘着在旋转轴上。

同样，专利文献3所记载的发明中记载有如下装置，即将在虚拟旋转中心无搅拌轴的2个旋转翼体并排设置在容器内，并且使它们相互对向旋转的搅拌装置。本技术中，用成为与沿容器内的长方向流动的反应液实质上垂直的面的眼镜形状的搅拌翼进行搅拌，同时通过在虚拟旋转中心不设置搅拌轴，可以抑制聚合物粘着在旋转轴上。

进一步，专利文献4所记载的发明中公开了如下技术，以缩聚类的聚酯为对象，将在槽的长方向连接棒状的矩形框而形成的搅拌翼平行并列设置在容器内，并使其旋转。本技术中，通过使矩形框旋转来进行搅拌，所述矩形框不具有与沿容器内的长方向流动的反应液实质上垂直的面，由此可以抑制聚合物附着在虚拟旋转中心的搅拌轴及搅拌翼的面上。

另一方面，专利文献5中公开了如下技术，作为以聚乳酸为中心的连续的开环聚合工序，在前部分配置卧式聚合器、后部分配置立式聚合器，准备串联连接的2个以上的反应槽，在开环聚合反应后除去残存的单体。本技术中，由于开环聚合工序中反应液的柱塞流(plug flow)性和反应热的除去性能高，可以在热降解少的状态下以高的反应度推进聚合，因此可以合成高品质的聚合物。

另外，专利文献6中记载有如下技术，即在以聚乳酸为中心的连续的开环聚合工序和其后的除去残存单体工序之间，将添加物与反应液混合。由此，通过抑制除去残存单体工序中的解聚反应，可以合成降解少的高品质的聚合物。

【专利文献1】日本特许第3419609号公报

【专利文献2】日本特开平10-218998号公报

【专利文献3】日本特开2004-10791号公报

【专利文献4】日本特许第2523770号公报

【专利文献5】日本特开2005-220203号公报

【日本专利文献5】特开2007-126601号公报

然而，供给专利文献1的装置的被反应物由于是聚合已经完成的聚合物的状态，因此液粘度一开始就高，并且在进行脱单体时液粘度进一步变高。为此，在使用专利文献1的装置处理被反应物时，高粘度的被反应物有可能粘着在搅拌机的旋转轴上。这样，粘着在旋转轴上的被反应物由于在装置内的滞留时间增加，因此存在发生热分解、容易着色的问题。

另外，专利文献1的装置中，由于设置在卧式容器上的被反应物的供给口被设置在容器的上部，即熔融液面的上方，因此由于被反应物的加入，有时容器板内的流体的流动发生紊乱，不能成为挤压流。即由于在容器内发生逆流，因此被反应物的滞留时间增加，容易发生由热分解导致的着色。而且，如果被反应物发生热分解，则生产效率降低。