專利名稱：聚氧乙烯類高聚物常壓合成新工藝及裝置設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚氧乙烯類高聚物的制備工藝及其裝置設(shè)備，尤其涉及常壓合成的聚氧乙烯類高聚物用的裝置設(shè)備。
聚氧乙烯類高聚物如聚乙二醇，脂肪醇聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚等等，作為表面活性劑，洗滌劑，潤濕劑，分散劑，顯影促進劑，化學(xué)增感劑等多種助劑，現(xiàn)已廣范應(yīng)用于化工，日化，造紙，紡織，醫(yī)藥，石油地質(zhì)勘探和感光材料工業(yè)各個領(lǐng)域中。
由高級脂肪醇，烷基酚等原料與環(huán)氧乙烷在催化劑存在下通過高溫聚合反應(yīng)而合成制得聚氧乙烯類高聚物。由于環(huán)氧乙烷是一種化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定的化合物，因此它在空氣中極易氧化。在制備聚氧乙烯類高聚物的過程中，環(huán)氧乙烷的氧化使合成產(chǎn)物極易上色。隨著氧化程度的不同，最終合成產(chǎn)物的顏色呈淺黃色，或深黃，棕黃，甚至為棕褐色。聚氧乙烯類高聚物由于在合成過程中的氧化上色而將直接影響它的性能和應(yīng)用。
為了避免聚氧乙烯類高聚物在合成過程中氧化上色，多年來化學(xué)工作者采用高壓聚合工藝。高壓聚合工藝由于其反應(yīng)的全過程是在與外界空氣完全隔絕的密閉的高壓釜中進行的，因此這可大大減少最終產(chǎn)物的氧化程度，使其顏色較淺。但是，高壓合成方法必需使用高壓釜設(shè)備。高壓合成不僅操作繁雜，而且有危險性，高壓釜爆炸事故也屢見不鮮。另外，操作人員不能觀察在反應(yīng)過程中的反應(yīng)現(xiàn)象。
由于醫(yī)藥和感光材料等工業(yè)部門要求使用高純度和顏色白的聚氧乙烯類高聚物，因此即便是由高壓合成的產(chǎn)物，也還需要進一步進行脫色處理，才能滿足醫(yī)藥和感光材料等工業(yè)部門的使用要求。
而采用常壓合成工藝制取的聚氧乙烯類高聚物，其顏色更為深了。因而需經(jīng)脫色純化處理才可能被使用。脫色處理最常用的方法，是將聚氧乙烯類高聚物的粗品溶在一種適當(dāng)?shù)挠袡C溶劑中，加入一定量的活性炭煮沸脫色，熱過濾、脫色、過濾這些操作往往需反復(fù)進行3-4次，才能有效地將顏色脫至為極淺顏色。在減壓下趕掉溶劑而制取得色澤較白的，純度較高的聚氧乙烯類高聚物精品。
由此可見，脫色處理過程，是一項很繁瑣費事的過程，不僅需要消耗大量的有機溶劑和活性炭，而且約有20%-40%左右的產(chǎn)物在脫色處理過程中被活性炭吸附而損失掉了。另外，脫色處理所耗用的工時為合成工時的4-7倍。這將大大降低了產(chǎn)物的收率，提高了成本。
針對如上所述的聚氧乙烯類高聚物的高壓和常壓合成工藝中的缺點，為制備高純度，色澤白的聚氧乙烯類高聚物，本發(fā)明提供出在一套獨特的聚合反應(yīng)裝置，采用常壓合成聚氧乙烯類高聚物的工藝設(shè)備。與如上所述的高壓和常壓合成工藝相比，本發(fā)明提供了一套獨特的聚合反應(yīng)裝置即常壓合成新工藝具有操作簡便，節(jié)約工時，合成出的產(chǎn)品純度高，色白，收率可達100%，成本低等優(yōu)點。本發(fā)明制取的聚氧乙烯類高聚物尤其能滿足醫(yī)藥和感光材料工業(yè)等要求較高的工業(yè)部門的使用要求。
附

圖1是實施本發(fā)明的聚氧乙烯類高聚物的常壓合成裝置設(shè)備及其工藝流程圖。圖1中，常壓合成用裝置設(shè)備是由電子繼電器[A]，恒溫水浴[B]，堿吸附裝置[C]，氮氣凈化指示裝置[D]，氮氣瓶[E]，反應(yīng)器[F1]與加熱器[F6]的裝置[F]和氣體聯(lián)通指示裝置[G]組成的。在本發(fā)明的常壓合成用裝置設(shè)備中的反應(yīng)器[F1]與加熱器[F6]構(gòu)成的裝置[F]，其反應(yīng)器[F1]，系為普通的玻璃三頸瓶，在[F1]中裝有攪拌器[F2]，通氣管[F3]，溫度計[F4]和排氣管[F5]。按照圖1常壓合成新工藝流程圖，按裝好裝置，首先將稱好后的原料投入到反應(yīng)器[F1]中，開動攪拌器[F2]，并往反應(yīng)體系中漫漫地通入由通過[D]裝置進行純化干燥和定性計量過的氮氣，加熱升溫至所需溫度。再往三頸瓶[F1]中加入一定量的催化劑;這時開始將純化過的環(huán)氧乙烷經(jīng)[A]和[B]使之變成穩(wěn)定的氣態(tài)，在經(jīng)[C]堿吸附純化后，進入反應(yīng)體系與原料反應(yīng)物進行聚合反應(yīng)。氮氣和多余的環(huán)氧乙烷蒸氣通過排氣管[F3]經(jīng)氣體聯(lián)通指示裝置[G]排出室外。[G]裝置由于用液體封閉，因此它可保證反應(yīng)體系能與外界空氣隔離而不密閉。這就防止了空氣中的氧通過排氣管[F3]口進入反應(yīng)體系而使聚合反應(yīng)產(chǎn)物氧化上色。
本發(fā)明所述的原料反應(yīng)物為脂肪醇，高級脂肪醇或烷基酚等原料。聚合反應(yīng)是在常壓下，即一個大氣壓下(760mm-Hg)進行的。所使的反應(yīng)裝置是普通的玻璃三頸瓶，整個反應(yīng)體系與外界空氣完全隔離而不密閉;反應(yīng)全過程采用氮氣保護，這就可以完全解決了在反應(yīng)過程中環(huán)氧乙烷被氧化上色的老大難問題。在本發(fā)明中，通入反應(yīng)體系中的氮氣耗量很少，使用一般計量儀表難以計測指示出來。而本發(fā)明的氮氣凈化指示裝置，不僅能定性計量指示出通入反應(yīng)體系中氮氣所需的耗用量，而且進入反應(yīng)體系之前的氮氣在[D]裝置中進行純化干燥，從而保證了聚合反應(yīng)產(chǎn)物的高純度。另外，所使用的環(huán)氧乙烷經(jīng)純化處理后，經(jīng)由電子繼電器[A]控制的恒溫水浴[B]使之變?yōu)榉€(wěn)定的純度較高的氣態(tài)環(huán)氧乙烷，再次通過堿吸附裝置[C]進一步純化氣態(tài)環(huán)氧乙烷，而后進入反應(yīng)體系，從而確保了制取的最終聚合反應(yīng)產(chǎn)物的高純度。本發(fā)明的常壓合成裝置設(shè)備，可以觀察反應(yīng)過程的反應(yīng)現(xiàn)象，并易于掌握其反應(yīng)規(guī)律。
使用本發(fā)明常壓合成用裝置設(shè)備及其工藝流程制取的聚氧乙烯類高聚物，其顏色白，純度高，分子量比較均勻，產(chǎn)物的收率可達100%，產(chǎn)物無需脫色純化處理，即可應(yīng)用于對聚氧乙烯類高聚物產(chǎn)品要求較高的如醫(yī)藥和感光材料等工業(yè)部門。
實施例1按照本發(fā)明的聚氧乙烯類高聚物常壓合成用裝置及其工藝流程制備聚乙二醇，將1摩爾乙二醇投入于圖1中的玻璃三頸瓶[F1]中，在攪拌下，慢慢往反應(yīng)器[F1]中通入經(jīng)圖1[D]裝置進行純化干燥并定性計量的氮氣。在攪拌下用油浴緩緩加熱使反應(yīng)器[F1]中的反應(yīng)逐漸升至120℃。在反應(yīng)瓶中加入適量的堿性催化劑如苛性納，苛性鉀。把經(jīng)圖1的電子繼電器[A]所控制的恒溫水浴[B]中氣化的環(huán)氧乙烷并經(jīng)堿吸附裝置[C]堿吸附純化后通入反應(yīng)器[F1]中，使之與乙二醇進行聚合反應(yīng)，氮氣和多余的環(huán)氧乙烷氣體經(jīng)排氣管通過聯(lián)通器[G]排往室外。由于聚合反應(yīng)全過程為放熱反應(yīng)，因此需要準(zhǔn)確控制反應(yīng)溫度和通入的氣態(tài)環(huán)氧乙烷的量，在這種情況下，可獲得分子量均勻的、純度高的和色澤白的高聚物。反應(yīng)的終點是通過重量法進行檢測，反應(yīng)到達終點，停止加熱并停通環(huán)氧乙烷，繼續(xù)攪拌，通氮氣使之降溫。當(dāng)反應(yīng)溫度降至100℃以下，即可停止攪拌、通氣，反應(yīng)終止，所制取的聚乙二醇，分子量在1000以下的為白色粘稠液體;分子量在2000以上為白色蠟狀塊固體。采用本發(fā)明的裝置和工藝流程合成的聚乙二醇的收率為100%，不需經(jīng)純化處理即可用于對聚乙二醇質(zhì)量要求較高的產(chǎn)業(yè)部門。
權(quán)利要求
1.聚氧乙烯類高聚物常壓合成新工藝及其設(shè)備裝置，其特征在于常壓合成設(shè)備裝置由電子繼電器[A]，恒溫水浴[B]，堿吸附裝置[C]，氮氣凈化指示裝置[D]，氮氣瓶[E]，反應(yīng)器[F1]與加熱器[F6]構(gòu)成的反應(yīng)裝置[F]和氣體聯(lián)通指示裝置[G]組成的，反應(yīng)器[F1]為一種普通的玻璃三頸瓶，在反應(yīng)器[F1]裝有一攪拌器[F2]和溫度計[F4]，反應(yīng)器[F1]使置于其中的反應(yīng)體系與空氣完全隔離但不密閉，在反應(yīng)的全過程中采用氮氣保護，以防止在聚合反應(yīng)過程中產(chǎn)物被氧化上色，氮氣通過氮氣凈化指示裝置[D]而被純化和定性計量而后通入反應(yīng)體系中，以保證聚合反應(yīng)產(chǎn)物的純度達到使用要求，另外，通過電子繼電器[A]控制的恒溫水浴[B]使經(jīng)純化處理后的環(huán)氧乙烷呈穩(wěn)定的氣態(tài)，并通過堿吸附裝置[C]進一步純化，而后進入反應(yīng)體系中，確保制取的最終聚合反應(yīng)產(chǎn)物的高純度。
全文摘要
本發(fā)明涉及常壓合成聚乙烯類高聚物的工藝及其裝置設(shè)備。本發(fā)明的常壓合成裝置設(shè)備，系由于圖1的[A]，[B]，[C]，[D]，[E]，[F]和[G]組成的。在常壓下，反應(yīng)體系與空氣完全隔離而不密閉，聚合反應(yīng)是在氮氣保護下進行的。聚合反應(yīng)產(chǎn)物收率可達100％，聚合物產(chǎn)品色澤白，純度高，無需再經(jīng)脫色純化處理，即可直接用于對聚氧乙烯類高聚物的質(zhì)量要求較高的部門如醫(yī)藥和感光材料等工業(yè)部門中。
文檔編號C08G85/00GK1097771SQ9410595
公開日1995年1月25日 申請日期1994年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月7日
發(fā)明者劉昌泗, 劉玉琴, 郝琴華, 陳哲, 杜紅 申請人:天津感光材料公司