[发明专利]用于提高缩聚物熔体的极限粘度的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于提高缩聚物熔体在负压下的固有粘度的方法。

此外，本发明还涉及一种用于提高缩聚物熔体的固有粘度的装置，所述装置具有处于负压下的腔室，所述腔室具有至少一个开口，通过所述开口，熔体进入腔室中并且熔体可以不接触腔室地经过所述开口。

背景技术

缩聚物(PET、PBT、PEN、PC等)是通过缩聚制造的热塑性塑料。在缩聚时，单体通过反应产物(例如水)的裂化通过分级反应联结成缩聚物。缩聚因而与链生长关联。该分子链长度决定性地确定产品还有缩聚物的机械特性。该过程不仅在例如PET新物品的制造中是重要的，而是非常特别地在这样的产品的回收利用中有重要的作用。

已知的是，聚酯是吸湿的并且结合湿气。在挤压机上处理例如PET时，在存在水时发生所谓的水解，即聚合物链分裂，这导致固有粘度降低。为了保持这种材料损害尽可能小，通常在挤出机上处理之前对PET进行干燥。但不能完全防止这种材料损害。

同样已知，聚酯在高温下和真空或惰性气体下的停留引起缩聚并且因此提高聚酯的粘性。已知的熔体缩聚或固相缩聚的方法或两者组合通常用于由低分子的原材料制造高分子的聚酯。

在固相缩聚中，原材料必须以固态的形式作为颗粒或作为具有足够的散装质量的经清洗的碾磨料存在。以其他形式、例如纤维或膜片形式的PET必须通过损害材料的和耗费能量的挤压过程转化为颗粒形式，以便可以进行固相缩聚。为了进一步处理，必须加热原材料，其中在结晶温度(80℃-120℃)时会发生颗粒体的粘接。为了防止出现这种情况，将材料首先输送给所谓的结晶器，在所述结晶器中，在持续搅拌的情况下将材料加热超过所谓的结晶温度。现在可流动的材料然后可以输送给固相缩聚容器，在那里进一步将所述材料加热至大约190℃至250℃并且在真空或惰性气体下停留数小时，直到达到希望的固有粘度。这些过程不连续、半连续和连续实施。

在现有的熔体缩聚方法中，聚酯熔体通常在大约265℃至300℃的温度中并在大约1毫巴的强烈真空下停留数小时，以便达到希望的固有粘度。这些方法主要用于制造新物品并且不适于回收利用聚酯。

在材料再利用形式的塑料回收利用的目的在最宽泛的意义上是由现有的废料制造新产品。对于热塑性塑料，这里通常大多进行到再生物的转变并且接着进行进一步到最终产品的转变。每次转变通常都要进行加热和冷却过程。每次加热在很多塑料中都会引起聚合物的不可逆的损害，同样这些加热和冷却过程意味着高的能量使用量，这同时导致较低价值的聚合物。

发明内容

本发明的任务是，提供一种在缩聚物、如聚酯的再处理中的节能的过程，通过所述过程可以改善缩聚物的质量并且因此允许由低分子的废料制造高质量的聚合物。

该任务按开头所述类型的方法这样来解决，使所述熔体通过具有多个直径小于0.5mm的开口的孔板或筛网进入腔室中，在所述腔室中存在小于20毫巴的负压，熔体以细丝的形式以自由落体经过所述腔室，熔体在腔室下方的收集容器中停留至少一分钟，并且在收集容器中由优选蜗杆形的混合及排出部件使熔体持续运动并将熔体从收集容器中排出。

在开头所述类型的装置中，所述任务如下解决，在腔室的上方设置具有多个直径小于0.5mm的开口的孔板或筛网，在所述腔室中存在小于20毫巴的负压，并且在腔室的下方设置具有优选蜗杆形的混合及排出部件的收集容器。

因此在用于借助熔体缩聚提高缩聚物的固有粘度(内在的粘度(iV))的按照本发明的方法和按照本发明的装置中，通过孔板或孔筛网将熔体引入处于负压下或用惰性气体填充的反应室中并且使其在那里停留确定的时间，直到熔体具有希望的固有粘度，并且随后例如通过孔板或起成形作用的塑料模具将其排出。

分子量的提高通过参数如温度、真空压力，停留时间以及熔体表面和其持续的更新影响。为了尽可能经济地设计所述反应，其中这些影响参数的正确地相互作用的优化的方法技术上的解决方案是重要的。

然而利用按照本发明的方法和按照本发明的装置可以不仅可以将杂质如水而且也可以将其他杂质、例如溶剂、清洁剂或特别一般性地可以将在塑料材料的制造或回收利用中出现的湿气和蒸发的组成部分和/或空气从塑料熔体分离。

下面参考PET的回收利用来举例说明本发明的优点，但这不应该理解为本发明仅限于为回收利用和/或PET或仅限于所述装置的具体描述的结构。