[实用新型]用于芳纶Ⅲ的连续聚合系统

说明书

本实用新型提供了用于芳纶Ⅲ的连续聚合系统，属于化学纤维制备技术领域。包括胺类反应釜、酰氯反应釜、微管反应器和螺杆反应器，胺类反应釜连接有聚合溶剂进料管、5(6)～胺基～2～(4～胺基苯基)苯并咪唑进料管和对苯二胺进料管，酰氯反应釜连接有聚合溶剂进料管和对苯二甲酰氯进料管；胺类反应釜设置在微管反应器前段工序，酰氯反应釜设置在微管反应器前段工序，螺杆反应器设置在微管反应器后段工序，微管反应器通过预聚物溶液输送管与螺杆反应器连接。保证芳纶Ⅲ的聚合工艺的连续性，使芳纶Ⅲ的制备工艺具有劳动强度小，产品质量稳定，易于实现自动控制和调节，更适宜规模化大批量生产等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种芳纶Ⅲ的制备系统，尤其涉及用于芳纶Ⅲ的连续聚合系统，属于化学纤维制备技术领域。

背景技术

芳纶，全称为“芳香族聚酰胺纤维”，其定义为：至少85%的酰胺链（-CONH-）直接与两个苯环相连接，其中，对位芳纶指纤维分子链中酰胺链（-CONH-）直接连接在苯环对位上，形成聚合物结构的芳香族聚酰胺纤维。对位芳纶主要有芳纶Ⅱ和芳纶Ⅲ的两种类型，芳纶Ⅱ又称芳纶1414，由对苯二甲酰氯与对苯二胺通过聚合反应和干湿法纺丝技术制造；芳纶Ⅲ由对苯二甲酰氯、对苯二胺及5(6)～胺基～2～(4～胺基苯基)苯并咪唑三种单体共聚而成。

芳纶Ⅲ是在芳纶Ⅱ分子链基础上引入一种芳香族杂环结构单元，而得到的一种高性能纤维。芳纶Ⅲ综合力学性能比芳纶Ⅱ提高30%以上，并具有更优的耐磨、防紫外线等性能，其中，国产芳纶Ⅲ是类似于俄罗斯APMOC纤维的一种杂环芳香族聚酰胺纤维。

对芳纶Ⅲ聚合物制备，现有技术“02133701.2，一种制备高粘度芳纶Ⅲ树脂母液的工艺方法及生产装置”中，提供工艺是由制备预聚物母液和制备芳纶Ⅲ树脂母液工序组成，前工序中用对苯二胺和M3单体与部分对苯二甲酰氯在溶有氯化锂的N,N-二甲基乙酰胺里反应，温度控制在-5℃-20℃，生成粘度为50-100Pa•S的预聚物母液；在后工序中，预聚物母液与再加入的剩余对苯二甲酰氯反应，控制温度在10℃-45℃，生成合格的芳纶Ⅲ树脂。实施该工艺的装置，是由预聚合反应釜与聚合反应釜，通过输送泵及管道组成的两级强制外循环系统，可将物料充分混合，有效控制体系反应温度。以及“201010108545.6，一种高性能杂环芳纶及其制备和应用方法”中，将对苯二胺和5(6)～胺基～2～(4～胺基苯基)苯并咪唑加入到装有复合溶剂的反应釜中，在氮气保护下室温搅拌50-150分钟，然后将釜内温度降至-5℃-10℃，分3-6批次加入对苯二甲酰氯，每批次间歇10-100分钟，最后得到聚合物固含量为2-10%，动力粘度为4-30万厘泊的聚合物溶液。

上述现有技术中都是采用釜式反应器，通过间歇聚合方法制造聚合物。02133701.2中采用两个反应釜分别实现预聚反应和聚合反应两个步骤；201010108545.6中则将预聚和聚合合并到一个反应釜中进行反应制造聚合物。这两种技术方法存在缺陷主要表现在：

一、在聚合反应阶段，需要多次向反应休系中加入对苯二甲酰氯，直至聚合液动力粘度指标达到要求为止，生产操作相对复杂；

二、均采用间歇釜式反应器，不可避免地存在单釜物料之间的批次质量差异，给纤维产品造成一定的质量波动；

三、制造聚合物的生产效率都较低，不适合在大规模放大工艺中使用。

然而，随着芳纶Ⅲ市场应用越来越广，产品需求越来越大，有必要提高其聚合物生产效率，开发芳纶Ⅲ聚合物的连续聚合技术。