[发明专利]制备聚合物的方法

说明书

本发明涉及一种制备一氧化碳与一种或多种烯属不饱和化合物的聚合物的方法。

所涉及的聚合物是线形聚合物，其中来源自一氧化碳的单元和来源自烯烃不饱和化合物的单元大体上以交替的次序存在。这些聚合物可以通过将单体在高温高压下和催化剂接触来制备，反应在有稀释剂存在下进行，聚合物在该稀释剂中不溶或基本不溶，因此聚合物在其中形成悬浮液。

一些年来，本申请人曾对这种聚合物的制备作了广泛的研究。最初，研究的目的主要是改进催化剂。这种研究所需要的实验基本上是在小反应器内进行的，所装的稀释剂少于1千克。为了确保反应组分的彻底混合，这些反应器都装有搅拌器。搅拌速度相当任意地设定在较高的水平。由于小反应器中与搅拌有关的花费较低，所以过去未曾注意在较慢的搅拌下是否能达到同样的或基本相同的聚合效果。

为了在工业规模上制备聚合物，一些时间以来，已经在装有10千克以上稀释剂的较大的反应器中进行了一些聚合实验。使用这些反应器，与搅拌有关的花费起着重要作用，而且在使用装有1000千克以上稀释剂的工业规模的反应器时，花费还要大得多。

在从小反应器改变成可装10千克以上稀释剂的较大反应器之间，进行了一项研究，目的是找出在使用较大反应器时在搅拌装置传送给聚合物悬浮液的功率（以后简称为“功率密度”，并用千瓦/立方米表示）与聚合效果之间存在着何种关系。已经确定，当功率密度增加时，聚合速度起初迅速上升，直到达到最大聚合速度的大约90%为止。当进一步增加功率密度时，聚合速度只略有提高，直到最终达到最大聚合速度。研究结果揭示，对于几何形状适合均化悬浮液的带搅拌的反应器，在聚合速度相当于最大值的90%左右时的功率密度低于0.5千瓦/立方米。这可以藉助在一个容积为100升、装有45千克稀释剂的反应器中分批聚合与在一个装有60千克稀释剂的150升反应器中连续聚合的结果来说明。在分批聚合的情况下，发现当功率密度由0.25千瓦/立方米增加100%到0.5千瓦/立方米时，聚合速度增加约150%，而当功率密度进一步增加50%，由0.5增至0.75千瓦/立方米时，聚合速度只增加约5%。在连续聚合的情况下，发现当功率密度依次由0.5增至0.75千瓦/立方米即增加50%，以及由0.75增至1.25千瓦/立方米，即增加66%时，聚合速度并没有增加。

因为还没有迹象表明在装有10千克以上稀释剂的反应器中使用高于0.5千瓦/立方米的功率密度进行聚合会有什么好处，所以在从小反应器变成装有10千克以上稀释剂的较大反应器之后，采用的功率密度不高于0.5千瓦/立方米。

交替聚合物的最重要的性质之一是堆积密度。它在聚合物的制备、纯化、贮存、运输和加工中起着重要作用。就聚合物制备而论，根据经验，用每100千克悬浮液中聚合物的千克数表明的悬浮液的最大允许浓度约为用千克/立方米表示的堆积密度的十分之一。这就意味着，在制备堆积密度为100千克/立方米的聚合物时，悬浮液的最大浓度约为10，而在制备堆积密度为500千克/立方米的聚合物时，悬浮液的最大浓度约为50。这就表示，堆积密度增加五倍提供了在一定的反应器体积内制备出大约五倍量聚合物的可能性。就聚合物的纯化（例如过滤，洗涤和干燥）而言，粘附的液体数量主要由聚合物堆积密度决定。例如已经发现，堆积密度为100千克/立方米的聚合物，每千克结合大约5千克稀释剂或洗涤液体，而堆积密度为500千克/立方米的聚合物来说，上述液量仅为0.25千克。这一点很重要，因为这与在洗涤聚合物中必须使用的液量和在聚合物干燥时必须除去的液量有关。这运输和贮存而言，其规律是，聚合物的堆积密度越高，其流动性质就越有吸引力，同时占据的空间越小。就将聚合物加工成成型物品而言，常常是堆积密度低的聚合物会在加工设备中造成问题。必须把堆积密度低的聚合物压实（例如用挤压法），以便使它们适合于在常用设备上进一步加工。堆积密度高的聚合物可能不需要预处理，本身就适合进一步加工。