處于豎直位置，第一攪拌槳26a的右端與第二攪拌槳26b靠接，第一攪拌槳26a的左端、第二攪拌槳26b的上、下兩端均與反應(yīng)缸體22內(nèi)壁靠接；攪拌過程中，第一攪拌槳26a和第二攪拌槳26b等速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；在兩個(gè)攪拌槳26逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)45°過程中，第一攪拌槳26a的一端部始終與第二攪拌槳26b的弧面靠接；攪拌槳26繼續(xù)逆時(shí)針從45°轉(zhuǎn)動(dòng)到90°過程中，第二攪拌槳26b的一端部始終與第一攪拌槳26a的弧面靠接；攪拌槳26繼續(xù)逆時(shí)針從90°轉(zhuǎn)動(dòng)到135°過程中，第二攪拌槳26b的一端部始終與第一攪拌槳26a的弧面靠接；攪拌槳26繼續(xù)逆時(shí)針從135°轉(zhuǎn)動(dòng)到180°過程中，第一攪拌槳26a的一端部始終與第二攪拌槳26b靠接；與此相同，攪拌槳26繼續(xù)逆時(shí)針從180°轉(zhuǎn)動(dòng)到360°后，剛好可以完成第一攪拌槳26a與第二攪拌槳26b相互之間的一次完整刮壁。攪拌過程中，第一攪拌槳26a及第二攪拌槳26b均至少有一端與反應(yīng)缸體22內(nèi)壁靠接形成刮壁效果，而在反應(yīng)缸體22上端及下端的中部，會(huì)存在一小部分?jǐn)嚢铇?6無法刮壁的情況，但在旋轉(zhuǎn)攪拌的渦旋力的帶動(dòng)下，這小部分也不會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)物料的附著，從而實(shí)現(xiàn)自清潔的功能。
[0023]另外，操作口 6可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)，具體可以根據(jù)反應(yīng)中的實(shí)際需要而進(jìn)行配置，優(yōu)選地，操作口 6為多個(gè)，其作用可分別為物料進(jìn)口、視鏡觀察口、抽真空及惰性氣體入口、溫度計(jì)及液位計(jì)等儀表安裝口、人為對反應(yīng)缸體22內(nèi)部清理維修的進(jìn)出口。傳熱介質(zhì)除導(dǎo)熱油外，也可為蒸汽、水及空氣中的一種。攪拌軸2與地面平行，并不是必須嚴(yán)格的水平，在保證設(shè)備安裝和使用安全的情況下，攪拌軸2也可以與水平面有一定的傾斜角度。反應(yīng)缸體22下端的出料缸體1優(yōu)選為與反應(yīng)缸體22平行安裝，也可設(shè)置為與反應(yīng)缸體22垂直。反應(yīng)缸體22底部與出料缸體1連通的進(jìn)料口，可以使反應(yīng)缸體22內(nèi)的物料在重力和攪拌槳26推力的作用下進(jìn)入出料缸體1，然后被出料螺桿23擠出。
[0024]利用上述兼具自清潔及出料功能的高粘度聚合裝置合成聚乳酸，首先將固體狀纖維聚合級丙交酯及異丙醇鋁加入到反應(yīng)缸體22內(nèi)，總加入量為反應(yīng)缸體22容積的50% ;通過操作口 6將反應(yīng)缸體22抽真空。根據(jù)反應(yīng)物料的粘度計(jì)算兩個(gè)攪拌槳26的扭矩，再結(jié)合反應(yīng)過程中需要的攪拌槳26轉(zhuǎn)速，根據(jù)這些參數(shù)計(jì)算出聚合裝置所需要的減速器類型和電機(jī)動(dòng)力，從而設(shè)定第一電機(jī)14、第一減速器13及第二減速器15 ;根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物的粘度和需要的出料量計(jì)算得出第二電機(jī)18的動(dòng)力，出料螺桿23與第二電機(jī)18之間可通過連接減速器來調(diào)節(jié)出料螺桿23的旋轉(zhuǎn)速率；根據(jù)產(chǎn)品出料要求選擇出料模頭。將溫度控制系統(tǒng)的溫度設(shè)為120°C，利用夾套24及攪拌槳26的內(nèi)腔28內(nèi)流通的傳熱介質(zhì)加熱反應(yīng)缸體22內(nèi)的反應(yīng)物料，待纖維聚合級丙交酯完全融化后，打開第一電機(jī)14，攪拌槳26將反應(yīng)物料充分?jǐn)嚢柚辆鶆颉Ｖ鸩教岣邷囟瓤刂葡到y(tǒng)的溫度，即提高傳熱介質(zhì)的溫度，反應(yīng)物料和傳熱介質(zhì)發(fā)生熱交換，反應(yīng)物料溫度隨著加熱介質(zhì)溫度的提升而升高，在異丙醇鋁的催化作用下發(fā)生聚合反應(yīng)，分子量逐步提高。在反應(yīng)缸體22內(nèi)，保持反應(yīng)物料的平均溫度在170°C左右，保持9到18個(gè)小時(shí)后，觀察粘度檢測器的數(shù)據(jù)，當(dāng)粘度達(dá)到2200 Pa.s左右，加入一定比例的苯甲酸，并逐漸降低溫度控制系統(tǒng)的溫度，反應(yīng)缸體22內(nèi)聚合反應(yīng)結(jié)束。打開反應(yīng)缸體22和出料缸體1之間的進(jìn)料口，并開動(dòng)第二電機(jī)18和外部附加的切粒機(jī)等配套設(shè)備，聚乳酸被攪拌槳26推至出料缸體1內(nèi)，經(jīng)出料螺桿23擠出成型，即可得到聚合度在95%，重均分子量在25萬的顆粒狀的纖維級聚乳酸樹脂。
[0025]其中，丙交酯包括L-丙交酯、D-丙交酯和內(nèi)消旋丙交酯，所述纖維聚合級丙交酯是指丙交酯的含量彡99.5%，L-丙交酯占總丙交酯的含量彡97%，水分含量彡200 ppm的丙交酯。異丙醇鋁作為聚合反應(yīng)的催化劑，能夠促成丙交酯開環(huán)聚合反應(yīng)，除了異丙醇鋁外，催化劑還可選擇辛酸亞錫或氯化亞錫等，催化劑加入的比例和方法屬于本行業(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。苯甲酸作為聚合反應(yīng)的鏈增長終止劑，能與催化劑或增長鏈迅速起反應(yīng)，從而有效地破壞其活性，使聚合反應(yīng)終止；具有如下結(jié)構(gòu)或可以形成如下結(jié)構(gòu)的物質(zhì)都可以用作鏈增長終止劑:醌、硝基、亞硝基、芳基羧酸基化合物以及許多含硫化合物；鏈增長終止劑為普通市售產(chǎn)品，其加入的比例和方法屬于本行業(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。所述聚合度是指當(dāng)從丙交酯到聚乳酸的聚合反應(yīng)結(jié)束后，丙交酯轉(zhuǎn)變成聚乳酸的比例，即聚合度=殘存丙交酯的含量/反應(yīng)前丙交酯的含量。
[0026]在反應(yīng)缸體22中，不特別限制反應(yīng)物料的量，但是相對于反應(yīng)缸體22的容量，通常放入反應(yīng)物料量為反應(yīng)缸體22容積的20%~80%，優(yōu)選為50%~70%。本實(shí)用新型的聚合裝置可以作為單獨(dú)使用的間隙式反應(yīng)器，也可作為連續(xù)式反應(yīng)器的一個(gè)反應(yīng)單元，串聯(lián)2個(gè)或2個(gè)以上的聚合裝置同時(shí)使用。一般出料缸體1的出口壓力小于1.5兆帕，在出料口處安裝各種不同形狀的出料模頭，以達(dá)到出料、造粒、擠片等各種需求，也可以安裝高粘度齒輪栗等外加附件，進(jìn)一步提高出料的壓力，以適應(yīng)噴絲等特殊要求。
[0027]上述實(shí)施例并非對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、形狀及用途等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.兼具自清潔及出料功能的高粘度聚合裝置，包括底座及臥式缸體，其特征在于:所述臥式缸體包括相互平行的反應(yīng)缸體及出料缸體，臥式缸體的上端設(shè)有操作口，臥式缸體上設(shè)有循環(huán)進(jìn)口及循環(huán)出口，臥式缸體的下端安裝有支撐架，所述支撐架的下端固定于底座上；反應(yīng)缸體為密封的，且反應(yīng)缸體的截面呈類橢圓形，所述類橢圓形是指由兩個(gè)圓心位于同一水平線且直徑相同的圓相交后，兩圓之間的上部通過共切線連接，兩圓的下部通過共切圓弧連接而圍成的封閉圖形，所述反應(yīng)缸體的內(nèi)壁與外壁之間中空，并設(shè)有夾套和流道，所述夾套通過流道與循環(huán)進(jìn)口及循環(huán)出口相連通，且夾套內(nèi)流通有傳熱介質(zhì)；反應(yīng)缸體內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)攪拌軸，所述攪拌軸分別位于所述類橢圓形的兩個(gè)圓心處，所述類橢圓形的兩個(gè)圓心是指構(gòu)成該類橢圓形的兩個(gè)相交的圓的圓心；所述攪拌軸上安裝有攪拌槳，兩個(gè)攪拌槳大小相同，且兩個(gè)攪拌槳的截面均呈梭形，所述梭形的中心為攪拌軸截面的圓心，梭形中部的寬度大于攪拌軸的直徑，兩個(gè)攪拌槳的截面相互垂直靠接，且兩個(gè)攪拌槳等速、同向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中，兩個(gè)攪拌槳均有一端與反應(yīng)缸體內(nèi)壁靠接，其中一個(gè)攪拌槳不與反應(yīng)缸體內(nèi)壁靠接的一端與另一個(gè)攪拌槳靠接，所述攪拌槳的兩端是指所述梭形的兩端；所述出料缸體為圓筒形，出料缸體位于反應(yīng)缸體的下端，且出料缸體軸向長度大于反應(yīng)缸體的軸向長度，出料缸體與反應(yīng)缸體之間設(shè)有可封口的進(jìn)料口，出料缸體通過進(jìn)料口與反應(yīng)缸體相連通，出料缸體長出反應(yīng)缸體的一端設(shè)有出料口，出料缸體內(nèi)安裝有與出料缸體相配合的出料螺桿；底座上設(shè)有第一電機(jī)及第二電機(jī)，所述第一電機(jī)通過同步帶傳動(dòng)與出料螺桿的進(jìn)料一端相連，第二電機(jī)通過同步帶傳動(dòng)連接有減速器裝置，減速器裝置的輸出端為兩個(gè)，并分別連接有耦合器，減速器裝置的輸出端分別通過耦合器與攪拌軸相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼具自清潔及出料功能的高粘度聚合裝置，其特征在于:攪拌軸內(nèi)部設(shè)有通道，攪拌槳內(nèi)部設(shè)有空心的內(nèi)腔，所述內(nèi)腔與通道相連通，所述通道與循環(huán)進(jìn)口及循環(huán)出口均相連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兼具自清潔及出料功能的高粘度聚合裝置，其特征在于:設(shè)有溫度控制系統(tǒng)，傳熱介質(zhì)的溫度通過溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述傳熱介質(zhì)為蒸汽、導(dǎo)熱油、水或空氣。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼具自清潔及出料功能的高粘度聚合裝置，其特征在于:第一電機(jī)的輸出端連接有第一主動(dòng)齒輪，所述第一主動(dòng)齒輪外側(cè)嚙合有第一齒輪帶，出料螺桿靠近進(jìn)料口的一端連接有第一從動(dòng)齒輪，所述第一從動(dòng)齒輪與第一齒輪帶的內(nèi)側(cè)嚙合傳動(dòng)，且第一從動(dòng)齒輪的直徑大于第一主動(dòng)齒輪的直徑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼具自清潔及出料功能的高粘度聚合裝置，其特征在于:第二電機(jī)的輸出端連接有第二主動(dòng)齒輪，所述第二主動(dòng)齒輪外側(cè)嚙合有第二齒輪帶，減速器裝置的輸入端連接有第二從動(dòng)齒輪，所述第二從動(dòng)齒輪與第二齒輪帶的內(nèi)側(cè)嚙合傳動(dòng)，且第二從動(dòng)齒輪的直徑大于第二主動(dòng)齒輪的直徑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼具自清潔及出料功能的高粘度聚合裝置，其特征在于??反應(yīng)缸體通過法蘭連接臥式缸體兩端的側(cè)板。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼具自清潔及出料功能的高粘度聚合裝置，其特征在于:出料缸體的出料口安裝有出料模頭。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種兼具自清潔及出料功能的高粘度聚合裝置，包括底座及臥式缸體，臥式缸體包括反應(yīng)缸體及出料缸體，臥式缸體上設(shè)有操作口、循環(huán)進(jìn)口及循環(huán)出口，臥式缸體的下端安裝有支撐架；反應(yīng)缸體的截面呈類橢圓形，反應(yīng)缸體的內(nèi)壁與外壁之間設(shè)有夾套和流道，夾套內(nèi)流通有傳熱介質(zhì)；反應(yīng)缸體內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)攪拌軸，攪拌軸上安裝有攪拌槳，攪拌槳的截面均呈梭形；出料缸體為圓筒形，出料缸體內(nèi)安裝有與其相配合的出料螺桿；底座上設(shè)有提供動(dòng)力的電機(jī)。本實(shí)用新型中攪拌槳起到攪拌、互刮及清潔缸體內(nèi)壁的作用，缸體內(nèi)循環(huán)流通有傳熱介質(zhì)，提高了聚合反應(yīng)效率，本實(shí)用新型安裝便利，操作簡便，節(jié)省了空間及人力物力。
【IPC分類】B01J19/18, B01J4/00
【公開號(hào)】CN205073999
【申請?zhí)枴緾N201520720101
【發(fā)明人】冒彬, 湯永彬, 周勇軍
【申請人】河南天仁生物材料研究所有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年9月17日