連續製備丙烯酸聚合物凝膠的方法
2023-11-08 09:34:37
專利名稱：連續製備丙烯酸聚合物凝膠的方法
技術領域：
本發明涉及連續製備丙烯酸聚合物的方法。具體地說，涉及對在移動的支承體上的單體進行光聚合以連續製備丙烯酸聚合物的改進方法。
用光能輻射丙烯酸單體以製備丙烯酸聚合物的方法是已知的。在移動的支承體(如傳送帶)上輻射薄層狀的單體以連續進行聚合的方法也是已知的。在該技術中，通常採用將單體水溶液以薄層的形式連續加在移動的支承體上，用光能對該薄層進行輻射並從支承體上剝離生產的片狀聚合物凝膠的方法，從而製備水溶性丙烯酸聚合物。
總的來說，在用光能(例如紫外線)輻射法聚合丙烯酸單體的情況下，除非注意下述幾點，否則不能穩定地製備質量好的聚合物(1)在聚合過程中光能輻射條件總是保持恆定;
(2)當在移動的支承體以薄層的形式進行聚合時，單體溶液中單體的濃度不能因加熱反應時溶劑從單體溶液中蒸發(例如當單體溶液是水溶液時，水從溶液中蒸發)發生明顯的變化;
(3)在聚合過程中要完全消除對聚合產生不利影響的氧滲透到單體溶液中;
(4)在聚合步驟中在支承體上的單體溶液的厚度和生產的聚合物凝膠的厚度要保持恆定。
從生產的角度出發，通常希望單體溶液中單體濃度較高或者移動支承體上單體溶液層較厚。但在那些情況下，聚合產生的熱量顯著增大，即使冷卻單體溶液層(例如用冷水冷卻移動支承體的反面)，也難以完全清除聚合反應產生的熱量。因此，單體水溶液的上層部分(在光能輻射後，這部分單體在短時間內就能變成凝膠)處於暴沸狀態，溶劑蒸發，凝膠表層中單體的濃度明顯增大。其結果是凝膠中單體濃度不均勻，導致聚合速率和聚合度發生變化。因此，不能獲得質量穩定的產品。
另外，凝膠表層發生暴沸會濺散單體本身。例如，當用紫外光燈直接輻射單體溶液時，單體會濺在燈的表面，而當在紫外光燈和單體溶液層之間使用透明隔板(如玻璃板或合成樹脂板)時，單體會濺在該隔板上。濺在燈或隔板表面的單體在其粘附表面上形成聚合物。因此，紫外光燈的有效輸出功率即照明度(W/m2)顯著減小。在長期操作下，隨著時間推移照明度越來越小，以致於在照明度不變的情況下不能進行聚合。這種隨著時間推移而發生的照明度的變化會對聚合速率和聚合度產生影響。因而很難保證質量長期穩定。因此，經常需要清理和洗滌，使生產效率明顯降低。為此，在這方面需要改進。
在聚合步驟中還要求完全除去氧，即在單體溶液中的溶解的氧和聚合裝置的氣體氣氛中的氧。氧的去除通常已進行。當在移動支承體上以薄層的形式進行聚合時，應按常規方法除去氣體氣氛中的氧，換句話說，防止氧滲透到單體溶液中或與單體溶液表面相接觸。這些常規方法的例子包括(1)將移動支承體安裝在無氧室中，(2)在移動支承體的上方安裝氣體密封室並通入一種惰性氣體(如氮氣或二氧化碳)以保持無氧狀態，或(3)在將單體溶液加在移動支承體上後立即用光透膜覆蓋在單體的表面上。
上述方法(1)是最優選的，但是必須要遙控操作無氧室中機器，從而需要高的設備投資，即使能操作，一旦發生機械故障或在聚合中發生不正常現象，必然會使無氧室中無氧狀態解除。這些經常發生的故障會顯著降低生產率並浪費惰性氣體。
按上述方法(2)在移動支承體上方安裝氣體密封室會產生浪費惰性氣體這一缺點，這是因為氣體密封室本身不可移動，因此，在該室和移動支承體之間必須要留有空隙，該室內的惰性氣體或多或少地通過空隙漏出。工業生產中所用的可移動支承體如傳送帶例如是50m。如果在移動帶上安裝長50m、寬1米且高0.3m的氣體密封室，則該室的體積為15m3，需要相當大量的惰性氣體來替換該室內的空氣。另外，為了保持加壓狀態，一直需要往該室中供給惰性氣體，例如供應量為10～20m3/小時。使用惰性氣體不能提高產品的產率，因此，從經濟的角度出發，要使惰性氣體的使用降至最低程度。
上述方法(3)解決了方法(1)和(2)共同存在的問題，但缺點在於覆蓋膜在聚合開始前與單體溶液層相接觸時，由於覆蓋膜時發生折皺或因反應加熱時膜伸縮發生折皺，使聚合物凝膠的厚度發生變化。單體溶液層的厚度不均勻會導致聚合速率發生變化。另外，由於不導入惰性氣體，當該膜被損壞或折破時進入的氧氣會妨礙聚合，因此不能獲得均勻的聚合物凝膠。另外連續操作也會因該膜損壞而中斷。
在移動支承體上聚合薄層狀的單體溶液的方法會產生另一問題，即當支承體由金屬製造且生產的聚合物凝膠很粘時，生產的聚合物凝膠和移動支承體之間的可剝離性差，因此難以連續操作。
日本專利申請公開No.60-149613和No.60-149612也公開一種對在移動支承體上的水溶性乙烯基單體的水溶液的薄層進行光聚合從而製備水溶性的乙烯基聚合物的方法，在該方法中，水溶性原料是烯化氧加成物，為了防止水蒸發和與氣體氣氛中的氧相接觸，將固體石蠟或聚二甲基矽氧烷油塗覆在凝膠形式的薄層的表面。根據該方法獲得的片狀聚合物凝膠厚度不均勻，且片狀凝膠的兩個表面都不平整。
為了改進生產的片狀聚合物與移動支承體的可剝離性，在可移動支承體表面塗覆聚四氟乙烯、聚酯樹脂等塗層的方法是已知的。但重複使用時塗層會被磨掉，其剝離作用降低。塗層還易被刮壞，單體溶液進入刮壞處並在其中聚合，當用力使生產的聚合物從移動支承體上剝開時，進入刮壞處的聚合物象錨一樣保留在刮壞處，因此在這些部位很難剝開。在類似於塗層刮壞或剝落情況下，需要修理，這不可避免地停止操作。在聚合物工業生產中，對很長的支承體進行修理或重新塗層會導致時間和費用很大的損失。
本發明的目的是解決常規方法的上述缺點。
本發明的其它目的可從下文描述中明顯看出。
本發明提供了採用包括可移動支承體和具有可透光上表部分的氣體密封室在內的聚合裝置連續製備丙烯酸聚合物的方法，該方法包括(a)降低含光聚合引發劑的至少一種丙烯酸單體的單體溶液中溶解氧的含量至最多為1毫克/升，(b)使安裝在移動支承體上的氣體密封室內氣相中氧的濃度保持在不超過1%體積，(c)從移動支承體的一端開始將合成樹脂膜連續地鋪蓋到移動支承體上，(d)將單體溶液以薄層的形式連續加在移動支承體上的樹脂膜上，(e)用光能輻射單體溶液的薄層以引發聚合反應，使單體溶液變成基本上不流動狀態，(f)當單體溶液處於基本上不流動載體時，連續供給合成樹脂膜並使樹脂膜與單體溶液層的上表面相接觸，(g)用光能輻射，繼續聚合，以生產凝膠狀的聚合物，(h)在移動支承體的另一端連續剝離生產的片狀聚合物兩面上的樹脂膜並連續地將片狀聚合物從移動支承體上取出。
圖1是適合實施本發明方法的裝置的具體示意圖。
圖2是圖1的裝置中氣體密封室內部的示意圖。
本發明的方法可應用於製備已知的水溶性丙烯酸聚合物。製備水溶性聚合物所用的丙烯酸單體的典型例子有丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、它們的衍生物、丙烯酸、甲基丙烯酸、它們的鹽、丙烯酸或甲基丙烯酸的N，N-二烷氨基烷基酯的酸加成鹽或季鹽、二烯丙胺的酸加成鹽、二烯丙基二烷基銨鹽、丙烯酸或甲基丙烯酸磺烷基酯、丙烯醯胺烷基磺酸及其鹽等。這些單體基本上溶於水，通常可以水溶液的形式進行聚合。
本發明的方法還可應用於製備非水溶性的聚合物。製備非水溶性聚合物所用的單體的典型例子有丙烯醯胺、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯(例如丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸羥烷基酯或甲基丙烯酸羥烷基酯)、苯乙烯、乙酸乙烯基酯和(需要交聯聚合物的所用的)多官能單體(如亞甲基雙丙烯醯胺、二丙烯酸聚氧乙烯酯或二甲基丙烯酸聚氧乙烯酯、三丙烯酸三羥甲基丙烷酯或三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯和四丙烯酸季戊四醇酯或四甲基丙烯酸季戊四醇酯)。這些單體可單獨或混合使用，也可與基本上溶於水的單體組合使用。
根據所需要製備的聚合物的用途，適當選擇上述單體，並以適當的比例使用。例如，當希望製備適合用作紙張增強劑、粘度增效劑、廢水處理劑或汙水或人體糞便脫水劑的水溶性聚合物時，選擇基本上溶於水的單體。當希望製備塑料時，選擇疏水單體。當希望製備用作例如吸水樹脂的水溶脹性聚合物時，可將基本上可溶於水的單體與多官能單體(如亞甲基雙丙烯醯胺)組合使用。
製備水溶性聚合物時，以水溶液形式使用的單體的濃度為20%至80%(重量)。當使用疏水單體時，可不經稀釋直接使用單體，或用合適的有機溶劑(如甲苯或二甲苯)將單體稀釋至合適的濃度後再使用。
在本發明中可使用常規的光引發劑，例如二苯酮、苯偶姻、苯偶姻烷基醚、和諸如偶氮化合物和過氧化物之類的其它光引發劑。以所用的單體的重量為基準，所用的光引發劑的量為0.001至5%(重量)。
在欲聚合的單體溶液中的溶解氧和聚合氣氛的氣相中所含的氧應儘可能降低，這是因為氧對聚合反應會產生不利影響。在單體溶液中溶解的氧在聚合前應降至不超過1毫克/升。當溶解的氧的量超過1毫克/升時，會殘留不反應的單體，且聚合度不會得到提高。同樣，聚合氣氛即氣體密封室中氧的濃度應保持在最多不超過1%(體積)。可用已知的方法除去氧。例如，在製備預定的單體水溶液且然後再將引發劑加入該單體溶液後，往單體溶液中通入惰性氣體，如氮氣或二氧化碳。可採用例如往氣體密封室中通入惰性氣體的方法除去聚合氣氛中的氧。
將合成樹脂膜連續鋪在移動支承體上，該支承體上安有氣體密封室，然後將加有光引發劑的單體液以薄層的形式連續加在移動支承體上的樹脂膜上。單體液層的厚度為3至20毫米，5至10毫米更好。用光源(如安裝在移動支承體上方且已事先開亮的紫外光燈)發出的光能輻射單體液層，從而引發聚合反應，單體溶液在短時間內轉變成不流動態。
當單體液處於基本上不流動狀態時，將另一合成樹脂膜連續蓋在移動支承體上並與單體液薄層的表面相接觸。轉化成基本上不流動狀態(凝膠狀態)所需的時間隨單體濃度、光能強度等而異，但通常為輻射單體後1至5分鐘。然後用光能輻射繼續進行聚合。最好能除去聚合產生的熱，例如在聚合過程中將水噴灑在支承體的背面。在自動剝離片狀聚合物凝膠兩面上的樹脂膜的同時，從移動支承體的另一端連續取出得到的片狀聚合物凝膠。
通常市場上銷售的樹脂膜可用作鋪在移動支承體表面和單體薄層上表面的合成樹脂膜，例如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚醯胺和聚四氟乙烯的薄膜。在丙烯酸聚合物的工業生產中，希望成本儘可能低，因此宜採用聚乙烯膜和聚丙烯膜。
因為樹脂膜由機械裝置連續鋪蓋並要在支承體的另一端用力與得到的片狀聚合物剝開，如果樹脂膜太薄，它們易被損壞，由此引起不必要的麻煩，例如由於膜損壞而停止操作，或中止聚合或產生未反應的單體。樹脂膜的厚度宜約為20至50微米。
卷繞在圓柱體上的合成樹脂膜，例如長度為2000至4000米的市售卷膜通常可用作鋪蓋在單體薄層兩面上的合成樹脂膜。可用膠帶或粘合膠帶將各卷膜聯結在一起。
在與單體液供給部件相對的移動支承體的一端收回的樹脂膜可例如卷繞在圓柱體上，如果膜表面不特別髒，可重新使用。
當移動的支承體是用不鏽鋼製造時，某些聚合物會很牢固地粘在支承體的表面，經常將其從支承體上剝離下來較困難。在本發明方法中，將合成樹脂膜鋪設在移動支承體上，再將單體液加在移動支承體上的樹脂膜上，因此，常規方法出現的這種問題徹底得到解決。另外，本發明方法還不存在上述常規方法的其它問題，例如燈被沾汙或在燈和移動支承體之間安置光透隔板，氧的影響，聚合物厚度不均勻等，這是因為已將合成樹脂膜與凝膠狀的單體液的上表面相接觸。
在將樹脂膜與移動支承體上單體液相接觸前，在基本上無氧的條件進行聚合。在將樹脂膜蓋在單體層上後，周圍的氣體被樹脂膜隔開。因此，可將多個氣體密封室僅安排在引發聚合階段所處的範圍。當採用多個氣體密封室時，可減少或停止通入第二個和後繼密封室中的惰性氣體。
市場上銷售的常規光源可用作輻射單體層的光能的光源，這些光源的例子有氙燈、鎢燈、囟素燈、碳弧燈、和水銀燈(如高壓水銀燈、超高壓水銀燈或低壓水銀燈)。一般採用高壓水銀燈。適宜的波長隨所用的光引發劑的種類而異，但最有效的範圍通常為300至380納米。
在本發明的方法中，最好用無端傳送帶作為可移動物的支承體。
本發明的方法具有下列優點(1)可防止快速反應以及伴隨的單體液的暴沸狀況，從而可使單體濃度保持均勻不變。
(2)可防止快速反應引起單體或凝膠狀單體液或單體溶液濺散而給紫外光燈或透明隔板造成的沾汙，使聚合在恆定的照明度下進行。因而，可在恆定的聚合速率下進行聚合併獲得聚合度均勻的聚合物。因此，不僅能一直獲得質量穩定的產品，而且減少了對燈和隔板的清理工作，顯著提高了生產率。
(3)因為在單體層轉化成基本上不流動的狀態時在惰性氣體氣氛中將可透光的合成樹脂膜貼蓋在單體或單體液層上，蓋著樹脂膜的薄層與周圍的氣氛隔絕。因此，在薄層蓋上樹脂膜後即便周圍氣體不是惰性氣體，也幾乎看不到氧的不利影響。上述氣體密封室可造得簡單些。甚至在導入少量惰性氣體的情況下也可達到此目的，由此，不僅能降低投資成本，而且能使不希望用的惰性氣體的量降至最低。
(4)當在移動支承體的全長上安裝氣體密封室時，可防止工業生產中最不希望發生的連續操作的間斷現象，甚至在合成樹脂膜損壞或折破的情況也是如此。
(5)因為在單體液變得基本不可流動後，在單體液的薄層上表面覆蓋了樹脂膜，因而可極大地降低生產的聚合物的層厚不均勻的現象。
(6)因為合成樹脂膜還放在單體薄層和金屬移動支承體之間，阻止了生產的聚合物與支承體之間的接觸，剝離不成問題。因為不需要在支承體上施加隔離劑，所以生產的聚合物不會被雜質汙染。另外，與用含氟聚合物作襯墊的移動支承體相比，本發明的方法更易除去反應產生的熱量，因此，易於控制反應，且可獲得質量高的聚合物。
(7)可在支承體上採用高濃度的單體和較厚的單體層，可提高製備聚合物的生產率。
(8)獲得的片狀的聚合物具有很平的表面。
(9)在本發明的方法中，充有惰性氣體的氣體密封室裝在移動支承體上方。例如安裝在移動支承體的至少前半部分的上方。因此除了採用將合成樹脂膜貼蓋在移動支承體上的凝膠狀單體層的兩面上的方法可解決上述問題外，本發明方法還有另一優點，即採取用樹脂覆蓋單體層和安裝氣體密封室這種雙密封體系可成功地防止連續聚合過程中可能發生的各種問題，例如阻礙聚合的氧偶然進入，這種情況在連續操作中會經常發生，這是由於覆蓋膜損壞或破裂，聚合發出的熱引起覆蓋膜膨脹或收縮，單體或溶劑的蒸氣壓升高以及安在支承體兩側上的橡膠框架上的覆蓋膜加壓不足等因素造成的。
綜上所述，本發明解決了先有技術存在的問題，並提供了用光聚合法以工業規模穩定地製備丙烯酸聚合物的連續方法。
下列實例將對本發明作更詳細的描述和解釋，除非另外說明，所有的%是指重量百分率。但應明白，本發明不受這些實例限制。
實例1和對比實例1使用下列單體水溶液、光引發劑溶液和聚合裝置，連續製備丙烯酸聚合物。分別就在裝置上鋪蓋合成樹脂膜(實例1)和未鋪蓋合成樹脂膜(對比實例1)兩種情況做下列試驗。
觀察反應30分鐘期間的聚合狀態，結果列於表1。
還長時間開動裝置，觀察裝置的沾汙和照明度的變化，結果列於表2。
進一步長時間開動裝置，隨著時間的推移檢查生產的膠狀聚合物的均勻度，結果列於表3。
單體水溶液組份用量(千克)丙烯醯胺12.80丙烯酸2.40氫氧化鈉1.36非離子表面活性劑(聚氧乙烯壬基苯醚HLB15)0.01硫脲0.61去離子水23.27總計40.00光引發劑溶液組份用量苯偶姻異丙醚6克甲醇147毫升聚合裝置圖1和圖2所示的裝置用於試驗。
(1)用滾筒4以100毫米/分鐘的速率驅動不鏽鋼無端傳送帶3，該傳送帶的寬度為450毫米，有效長度為3000毫米，如圖2所示，由橡膠製得的框架16安裝在傳送帶3的兩側部位，以防止單體溶液從傳送帶上流下來。
(2)用冷卻罐5往傳送帶的背面噴灑15℃的水以冷卻該無端傳送帶。
(3)上部用透明玻璃15製造的4個氣體密封室8安裝在無端傳送帶上，以大約1立方米/小時的量往各個密封室中通入惰性氣體(氮氣)，以使各密封室8中的氧控制在至多為0.8%體積。
(4)打開位於密封室8上方100毫米處的紫外光燈9(低壓水銀燈)，調節在傳送帶上紫外光的強度為20瓦/平方米。將厚度為30微米和寬度為500毫米的聚乙烯薄膜10′貼在第一個密封室8入口處的無端傳送帶3的表面，往前傳送，卷在位於出口端的自動卷繞機13′上。薄膜10′覆蓋在傳送帶13表面和兩個框架6的內表面上(如圖2所示)。
(5)將厚度為30微米和寬度為500毫米的另一聚乙烯膜穿過第一個氣體密封室供給，在距離無端傳送帶進口一側的末端14(即單體供料部件14)大約500毫米處，使薄膜與已經轉變成凝膠狀的單體水溶液的上表面緊密接觸，然後將薄膜安置在位於傳送帶另一側的自動卷繞機13上。
(6)氮氣去氣法除去放置單體溶液罐1中單體溶液中的溶解的氧，使之少於1毫克/升，以13.5升/小時的速率將單體溶液加在移動的無端傳送帶上。
按同樣的方法用氮氣去除放在罐12中的光引發劑溶液中的氣體，使氧的濃度低於1毫克/升，並以30毫升/小時的速率供給光引光劑溶液。用安裝在供料線路中的輸送混合器11均勻混合單體溶液和光引發劑溶液，並以厚度為5毫米的薄層形式加在傳送帶中。用紫外線輻射傳送帶上供給的單體溶液(液溫約20℃)30分鐘。
(7)在往傳送帶上加入單體溶液約2分鐘後(在距離傳送帶的進口端14約200毫米處)開始聚合，在加料4分鐘後(距進口端400毫米處)單體溶液已轉變成不流動的漿狀凝膠。在距離進口端14約500毫米處將聚乙烯薄膜10緊貼在凝膠2的表面。在用紫外線輻射的同時，將覆蓋膜的凝膠傳送到無端傳送帶的另一端。用自動膜卷繞機13剝開生產的聚合物凝膠層上表面上的聚乙烯膜10。用剝離板6將寬度為450毫米和厚度為5毫米的聚合物凝膠帶與聚乙烯膜10′一起從傳送帶3上剝下，在聚合物凝膠帶背面上的薄膜10′被自動薄膜卷繞機13′立即卷繞起。然後將聚合物凝膠帶放在傳送棍7上，並由傳送棍7向前傳送。
機器開動約3小時，獲得18米長的聚合物凝膠帶。
(8)將獲得的聚合物凝膠帶切割成3×5×5毫米大小的碎塊，然後用粉碎機粉碎成直徑約為3毫米的顆粒，再用流化乾燥法在80℃乾燥約1小時。
將獲得的聚合物粉末溶於水中，得到幾乎不含不溶水的物質且具有高粘度的水溶液。聚合物的特性粘度為33.5分升/克(1N的Na NO3，30℃)，可用作絮凝劑。
從表2所列的結果可以看出，在不鋪蓋合成樹脂膜時(對比實例1)，氣體密封室的玻璃表面被明顯沾汙，從而顯著降低了照明度。
實例2和對比實例2除了導入到氣體密封室內的氮氣量發生變化外，按與實例1相同的方法連續製備丙烯酸聚合物。觀察鋪蓋聚乙烯薄膜(實例2)和不鋪蓋聚乙烯薄膜(對比實例2)情況下聚合物的狀況。
結果列於表4。
表4表明，在形成凝膠時如用合成樹脂膜覆蓋單體水溶液表面可顯著地減少N2的流量。
實例3和對比實例3製備下列單體水溶液和下列光引發劑溶液。
單體水溶液組份用量(千克)氯化β-甲基丙烯醯氧乙基30.6三甲銨(80%)丙烯醯胺(50%)11.1聚氧乙烯聯苯乙烯化苯醚0.015(HLB12)次磷酸鈉0.003純水8.3總計50.0光引發劑溶液組份用量苯偶姻異丙醚6克甲醇147毫升除了用上述單體溶液和引發劑溶液外，按與實例1相同的方法製備丙烯酸聚合物。
在往移動傳送帶上加單體水溶液後約3分鐘開始升高單體溶液的溫度，約5分鐘後單體溶液轉變成不流動的軟的漿狀片。這時，將從氣體密封室8上部送來的聚乙烯薄膜10緊貼在凝膠2上，在移動傳送帶3上再繼續聚合。供給單體溶液約18分鐘後聚合溫度達到最大值(58℃)。
在供給單體溶液30分鐘後從傳送帶另一端獲得的聚合物凝膠在其兩面都不含未反應的單體。聚合物凝膠與移動傳送帶和其兩面上的聚乙烯膜的可剝離性很好。而且在獲得的聚合物凝膠的兩面都觀察不到不平整現象，即聚合物凝膠具有平滑的表面。
另外，在4小時的長時間試驗中，也沒有發生密封室的表面玻璃變髒和模糊現象發生，樹脂膜表面的紫外光照明度為19.2～20.0度/平方米，照明度的減少極小。
檢查得到的長度約為22米的聚合物凝膠帶，以測定其質量的變化。結果如下聚合物凝膠的固體含量最小值59.6%最大值61.0%聚合物的特性粘度最小值8.0分升/克最大值8.3分升/克為了比較，除了不用聚乙烯膜鋪蓋在傳送帶上的單體溶液層的上表面外，重複上述步驟(對比實例3)。隨著時間的推移，氣體密封室的玻璃表面的沾汙以及模糊現象加重，不能確保聚合所需的光的強度。在長時間試驗中生產的聚合物凝膠的狀態如下所示。
供給單體後聚合物凝膠的經歷的時間1小時後兩表面都較好2小時後背面發軟3小時後上表面發軟且在背面留有一些未反應的單體4小時後上表面留有一些未反應的單體且在背面留有許多未反應的單體對比實例4除了不在無端傳送帶上安裝氣體密封室，並在距離單體進料部位14約200毫米處側對著機器方向安裝一根用於對合成樹脂膜加壓的橡膠棍(長為1000毫米，直徑為30毫米)，並使其與在傳送帶兩側的橡膠框架16的上部相接觸外，使用與實例1相同的裝置連續製備丙烯酸聚合物。
按與實例1相同的方法製備聚合物，但不同之處在於在用氮氣吹掃聚乙烯膜之間的空間以隔絕空氣的同時，將單體水溶液加在上面的聚乙烯膜10和下面的聚乙烯膜10′之間，在將單體水溶液加在移動傳送帶上聚乙烯膜10′上後立即將上面的聚乙烯膜10貼在單體水溶液的表面。
供料約2分鐘後(距離單體供料部件約200毫米處)用紫外線輻射(20瓦/平方米)供給的單體溶液，供料4分鐘後(距離單體供料部件約400毫米處)單體溶液變成漿狀不流動的凝膠。供給單體水溶液約9分鐘後(距離單體供料部件約900毫米處)凝膠的表面溫度達到最大值(68℃)。在傳送到傳送帶的另一端期間進行聚合。用自動薄膜卷繞機13和13′在傳送帶端點處剝開上面和下面的聚乙烯薄膜，由此連續獲得寬度為450毫米和厚度為5毫米的聚合物凝膠帶。
開始供給單體溶液95分鐘後，用粘合膠帶將上面的聚乙烯膜的端頭聯接到另一卷聚乙烯薄膜上，以便連續地供給薄膜。在溫度達到最大值的臨近處(距離單體供給部件約900毫米)，由於熱引起膜膨脹，膜的聯接部位破裂，薄膜在被拉出時提前開始剝開，且凝膠暴露在空氣中。立即停止操作。聯接薄膜，再開始操作。聯接薄膜所需的時間約為15分鐘。
檢查獲得的聚合物凝膠帶以測定質量。結果列於表5。
如表5所示，暴露在空氣中約1000毫米處的凝膠未完全聚合。
所獲得的聚合物凝膠的上表面的平整度也較差。
除了用於實例的組份外，也可在實例中使用說明書所列的其它組份，以獲得基本相同的結果。
權利要求
1.一種採用包括可移動支承體和具有可透光上表部分的氣體密封室在內的聚合裝置連續製備丙烯酸聚合物的方法，該方法包括(a)降低含光聚合引發劑的至少一種丙烯酸單體的單體溶液中溶解氧的含量至最多為1毫克/升，(b)使安裝在移動支承體上的氣體密封室內氣相中氧的濃度保持在不超過1%體積，(c)從移動支承體的一端開始將合成樹脂膜連續地鋪蓋到移動支承體上，(d)將單體溶液以薄層的形式連續加在移動支承體上的樹脂膜上，(e)用光能輻射單體溶液的薄層以引發聚合反應，使單體溶液變成基本上不流動狀態，(f)當單體溶液處於基本上不流動狀態時，連續供給合成樹脂膜並使樹脂膜與單體溶液層的上表面相接觸，(g)用光能輻射，繼續聚合，以生產凝膠狀的聚合物，(h)在移動支承體的另一端連續剝離生產的片狀聚合物兩面上的樹脂膜並連續地將片狀聚合物從移動支承體上取出。
2.權利要求1的方法，其中所述的鋪蓋在移動支承體和單體溶液層上表面的各種合成樹脂膜是下列薄膜中的一種聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚酯膜、聚醯胺膜和聚四氟乙烯膜。
3.權利要求1的方法，其中所述的鋪蓋在移動支承體和單體溶液層上表面的各種合成樹脂膜的厚度為20至50微米。
4.權利要求1的方法，其中所述的鋪蓋在單體溶液層上表面的合成樹脂膜為光透膜。
5.權利要求1的方法，其中所述的氣體密封室僅安裝在所述的移動支承體長度的前半部。
全文摘要
以高轉化率和高生產率連續和穩定製備高質量的丙烯酸聚合物的方法，該方法包括連續將合成樹脂鋪在移動支承體上，連續地將單體溶液以薄層的形式加在移動支承體上的合成樹脂膜上，用光能輻射薄層，當薄層已變成基本不流動狀態時將另一合成樹脂膜連續緊貼在薄膜上，繼續用光能輻射。以生產聚合物。
文檔編號B01J19/12GK1030919SQ8810466
公開日1989年2月8日 申請日期1988年7月27日 優先權日1987年7月28日
發明者矢田明, 松本修策 申請人:第一工業製藥株式會社