专利名称：一种乳酸直接缩聚制备聚乳酸的聚合反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种乳酸直接缩聚制备聚乳酸的装置，本装置既可用于溶剂密度大于水的溶液聚合，又可用于溶剂密度小于水的溶液聚合。
背景技术：
随着科学与社会的发展，环境和资源问题越来越受到人们的重视，成为全球性问题。石油为原料的塑料材料应用广泛，这类材料使用后很难回收利用，造成了目前比较严重的“白色污染”问题；而且石油这一类资源不可再生，大量的不合理的使用给人类带来了严重的资源短缺问题。降解材料的出现，尤其是降解材料的原材料的可再生性为解决这一问题提供了有效的手段。
聚乳酸(PLA)是目前研究应用相对较多的一种降解材料，它是以淀粉发酵(或化学合成)得到的乳酸为基本原料制备得到的一种环境友好材料，它不仅具有良好的物理性能，还具有良好的生物相容性和降解性能，且对人体无毒无刺激。但是，目前应用性聚乳酸绝大部分是通过两步法制备得到的，即先由乳酸经齐聚和高温裂解得到丙交酯，然后进行催化开环聚合制备得到聚乳酸，两步法制备过程繁琐、成本高，得到的聚乳酸的价格比普通的材料高出好多倍，仅在高值的医学领域得到了一些应用。通过乳酸直接缩聚(一步法)制备聚乳酸可以简化生产过程，减低生产成本。然而，一步法聚合过程中，实验装置对实验结果有很大的影响，设计出高效的实验装置是一步法制备高分子量聚乳酸的关键因素之一。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种乳酸直接缩聚制备聚乳酸的装置，从而可以通过一步法制备聚乳酸，大幅度降低聚乳酸的生产成本，为聚乳酸广泛的应用创造条件。
本实用新型设计的乳酸直接缩聚制备聚乳酸的装置，由反应器、干燥器、接收器、分离器、冷凝管经连接组成，其结构见图1所示。反应器1为一个三口瓶，其中一个口为通氮口8，一个口供插放搅拌器6，一个口与干燥器2的下端口连接；干燥器2为一双管结构，其下管的上端部设有阀门9，双管的上端口分别与分离器4连通；分离器4下端口接有阀门10，并与接收器3连接，分离器4的上端口接冷凝管5，分离器4的回路管上设有阀门11；冷凝管5的下端侧面设有进水口12，上端部侧面设有出水口13，上端口与真空泵连接，可以抽真空。
本装置可用于乳酸直接缩聚(一步法)制备聚乳酸，可简化生产过程，降低产品成本。
图1为本实用新型的装置结构图。
图中标号1为反应器，2为干燥器，3为接收器，4为分离器，5为冷凝器，6为搅拌器，7为干燥器的上侧弯管，8为反应器的通氮口，9、10、11为阀门，12为冷凝管的进水口，13为出水口。
具体实施方式
下面结合实施例进一步描述本实用新型。
根据图1所示。反应器1、干燥器2、接收器3其大小根据反应乳酸的多少选用，反应器1采用3口瓶，接收器3采用单口瓶，干燥器2的两支管平行，上管一端弯曲后与下管连通，两管上端口与分离器4的上部及中部连接，搅拌器6为J形棒杆，如图1所示进行装配。冷凝管5的上口接真空泵。本装置的工作过程如下1、溶剂密度小于水向反应器1中加入一定量脱去水的乳酸、催化剂和溶剂；向分离器4中加入同样的溶剂至液面B。搭好装置，阀门9和阀门10关闭，阀门11打开，实验设定条件下进行聚合反应，反应过程中生成的水和溶剂一起挥发进入冷凝管5中，在冷凝器的作用下转为液态滴入分离器4中；由于水和溶剂不互溶，且水的密度大于溶剂的密度，从而水沉于分离器4的底部，这样使冷凝的溶剂与水分开；一段时间后，打开阀门9，一定量的溶剂经干燥器2回流到反应器1中循环使用，打开阀门10，把分离器4中的水放至接受器3中，然后关闭阀门9和阀门10；重复上述步骤直至反应结束。
2、溶剂密度大于水向反应器1中加入一定量脱去水的乳酸、催化剂和溶剂；向分离器4中加入同样的溶剂至液面A。搭好装置，阀门9和阀门10关闭，阀门11打开(反应开始几分钟后关闭)，实验设定条件下进行聚合反应，反应过程中生成的水和溶剂一起挥发进入冷凝管5中，在冷凝器的作用下转为液态滴入分离器4中；由于水和溶剂不互溶，且水的密度小于溶剂的密度，从而水处于上部，使冷凝的溶剂与水分开；一段时间后，打开阀门11，把分离器4上部一定量的水放至接受器3中，关闭阀门11，打开阀门9，一定量的溶剂经干燥器回流到反应器1中循环使用，当分离器4中的液面下降至液面A时关闭阀门9；重复上述步骤直至反应结束。
权利要求1.一种乳酸直接缩聚制备聚乳酸的装置，其特征在于由反应器、干燥器、接收器、分离器、冷凝管经连接组成，反应器(1)为一个三口瓶，其中一个口为通氮口(8)，一个口供插放搅拌器(6)，一个口与干燥器(2)的下端口连接；干燥器(2)为一双管结构，其下管的上端部设有阀门(9)，双管的上端口分别与分离器(4)连通；分离器(4)下端口接有阀门(10)，并与接收器(3)连接，分离器(4)的上端口接冷凝管(5)，分离器(4)的回路管上设有阀门(11)；冷凝管(5)的下端侧面设有进水口(12)，上端部侧面设有出水口(13)，上端口与真空泵连接。
专利摘要本实用新型为一种乳酸直接缩聚制备聚乳酸的装置。它由反应器、干燥器、接收器、分离器、冷凝管经连接组成。其中，反应器为一个三口瓶，干燥器为双管结构，接收器、分离器、冷凝管依次连接。本装置既可用于溶剂密度小于水的反应，也可以用于溶剂密度大于水的反应。可简化生产过程，降低产品成本。
文档编号C08G63/00GK2641046SQ03255460
公开日2004年9月15日 申请日期2003年7月10日 优先权日2003年7月10日
发明者任杰, 王秦峰 申请人:同济大学