进料聚合物或共聚物粉末的入口区域，所述入口区域提供有挡板，和它的下游存在配有喷嘴以供进料溶剂的腔室或静态混合器，所述喷嘴彼此以120°分布在圆周上并定位在所述腔室或混合器内部的四个不同的高度水平上。
[0038]在本发明的一个实施方案中，事实上，可方便地使用图1中描述的设备进行步骤i)混合粉末形式的聚合物与冷溶剂。
[0039]通过内部挡板系统2，首先使来自于I的聚集的聚合物的基体分散和预混，之后采用溶剂的物流进行喷洒。借助彼此以120°分布在圆周上并定位在腔室或静态混合器4内部的四个不同的高度水平上的12个喷嘴3 (每一高度水平有3个喷雾器)，对着聚合物物流喷洒溶剂。
[0040]将喷雾器的供应歧管内溶剂的压力维持在2.5-3.5bara(绝对压力)，以获得聚合物物流与溶剂物流的均匀混合。
[0041]本文中描述的装置尤其有利于根据本发明方法的步骤i)制备聚合物悬浮液??溶剂在聚合物上的特定分布事实上有助于粉末被溶剂强烈吸胀，从而防止形成难以分散和溶解的聚集体，和与此同时优化形成微细和均匀悬浮液。
[0042]在低温下(例如在5°C下)维持的悬浮液使得能在溶剂中完全吸收聚合物颗粒，还允许溶剂在聚合物颗粒内部渗透，从而均匀地溶解聚合物并防止形成难以溶解的凝胶。
[0043]事实上，已知由于这些凝胶不可能容易地分散在高粘度基体例如纺丝溶液内，因此它们难以侵蚀。特别地，这些凝胶可保留未溶解的聚合物颗粒在其内部，从而形成低品质的纺丝溶液。
[0044]随后可将在步骤i)的最后如此获得的均匀悬浮液转变成不含凝胶和未溶解残渣的均相溶液(也称为“纺丝液”)，备用于纺丝。
[0045]进行悬浮液溶解及其转变为纺丝液的方式之一可包括进料悬浮液到换热器中，所述换热器将悬浮液的温度从5°C快速地升高到110°C，产生不含凝胶和未溶解残渣的均相溶液，所述均相溶液能直接进料到纺丝机中。存在能有助于均化和溶解悬浮液的静态或动态混合器可能是合适的。
[0046]也可间歇地进行溶解悬浮液和将它转变成纺丝液的操作，对整个物料进行梯度加热，采用能管理被溶解的介质的粘度变化的合适转子保持悬浮液在搅拌下。
[0047]如此获得的纺丝溶液或纺丝液可立即用于进料至合适的纺丝生产线或它可储存在加热的罐内。
[0048]可通过混合合适比例的纯液体溶剂(DMS0/水)，获得本发明方法中所使用的“溶剂-水”的比例，或者它可通过部分蒸馏稀释的溶剂(DMSO)或者通过添加湿聚合物到纯溶剂中而获得，所述湿聚合物含有能提供所需浓度的溶液的恰当的水量。
[0049]在后一情况下，例如在能冷却混合物的分散器内，同时进行混合物的冷却与溶剂的稀释，从而允许形成均相的聚合物悬浮液。
[0050]一旦冷却，则在搅拌下保持的该悬浮液将达到恰当的溶剂/水比例，从而允许聚合物被所需浓度的DMSO/水溶液均匀吸收。
[0051]已经观察到，在降低温度之前，在聚合物上存在水会限制非冷却的DMSO溶剂对聚合物的侵蚀，和由于存在水导致它的密度较大，因此“湿”聚合物的分散比干燥聚合物的分散容易。
实施例
[0052]以下为了例示而不是限制本发明本身的目的，与一些对比例一起提供本发明方法的一些实施方案实例。
[0053]实施例1
[0054]由丙烯腈(相对于所述聚合物的总重量，96wt% )和成对的丙烯酸甲酯-衣康酸(相对于聚合物的总重量，4wt% )组成的高分子量的丙烯腈系共聚物(MWn=75, 000-100, 000)的溶解
[0055]在维持在5°C的温度下的DMSO/水95/5溶液内分散聚合物。
[0056]在用于生产丙烯腈系聚合物的纺丝溶液的工业生产线内进行聚合物在溶剂溶液内的溶解。该生产线由下述组成:
[0057]-丙烯腈系聚合物的储料筒仓；
[0058]-连续聚合物流动的“重量损失”剂量单元；
[0059]-混合聚合物与溶剂的棱柱状塔(前面参考图1描述的)；
[0060]-溶剂-聚合物悬浮液(浆液)的收集罐；
[0061]-转移浆液的齿轮泵；
[0062]-形成纺丝溶液(纺丝液)的管束交换器；
[0063]-均化纺丝液的静态混合器；
[0064]-稳定纺丝液温度的冷却交换器；
[0065]-在大气压下使纺丝液脱气的罐；
[0066]-转移纺丝液的齿轮泵；
[0067]-具有40微米的选择性滤布(cloths)的压滤机组以供除去可能的未溶解的颗粒;
[0068]-具有15微米的选择性滤布的压滤机组以供除去可能的未溶解的颗粒；
[0069]-在真空下使纺丝液脱气的罐；
[0070]-在纺丝之前储存纺丝液的罐；
[0071]-转移纺丝液到纺丝段中的齿轮泵；
[0072]-在纺丝之前加热纺丝液的管束式换热器；
[0073]-具有5微米的选择性滤布的压滤机组以供除去未溶解的颗粒。
[0074]在下述条件下，进行聚合物在溶剂溶液内的溶解过程:
[0075]-在室温下250kg/h的聚合物流量；
[0076]-使用冷却组，维持在T= 5°C下的溶剂溶液(DMS0/水95/5) 1050kg/h的流量；
[0077]-离开换热器的溶液的温度:88°C；
[0078]-离开冷却交换器的溶液的温度:70°C；
[0079]所生产的纺丝液的特征在于在70°C下的粘度为约250泊。
[0080]使用具有恒温器调节单元的带有MCV2圆柱形转子的“ROTOVISCO"Haake旋转粘度计，以及还使用Hoppler粘度计，控制在50°C下粘度为450泊的聚合物溶液内钢球的下落时间，验证粘度的测量。
[0081]在不存在杂质例如未溶解的聚合物颗粒和凝胶的情况下，测定所得纺丝溶液的品质。这些杂质聚集在纺丝头的孔内，从而危及所生产的纤维的品质。
[0082]测定纺丝溶液的品质的方法是过滤性能试验。
[0083]该试验测定待检验的纺丝液在标准孔度(SEFAR-Nytal 5微米)上的堵塞率。
[0084]在实践中，在含下述的装置中进行过滤性能试验(参见图2):
[0085]-具有温度调节夹套(4')的纺丝液的储罐(3')；
[0086]-计量齿轮泵(6)；
[0087]-在0.4ate下进料有蒸汽的夹套式-管状换热器(7')(长度1，400mm,容积90ml)；
[0088]-用于纺丝液温度调节的进料有50°C的水的夹套式-管状换热器(8')；
[0089]-测压计(9');
[0090]-过滤块(10')(SEFAR-Nytal 5 微米孔度)。
[0091]图2还表明具有I'的电动机，具有2'的搅拌器，和具有5'的具有“stober”型随动齿轮单元的计量泵的电动机。
[0092]在50°C的温度下将纺丝溶液储存在罐内。然后通过用等于27ml/min的泵流量的蒸汽加热纺丝液到110°c (停留时间3.3分钟)。随后通过与恒温器调节的水浴相连的交换器，冷却纺丝液到50°C。然后使冷却的纺丝液流经过滤块，在此通过压力计显示压力。通过以ΛΡ形式的压力增加(单位ate/h)来评价过滤器的堵塞率。
[0093]在本实施例中，在对照设备中Λ P的增加证明等于0.4ate/h。在工业情况下，这一压力增加对应于生产线的合适的操作条件:在150小时(6.25天)之后，通过堵塞5微米孔度的压滤机，这一数值事实上预见到系统堵塞；150小时的数值因此表明保证了在最佳条件下纺丝的连续性。
[0094]将如此获得的溶剂聚合物溶液进料到用于碳纤维前体的纺丝生产线中。
[0095]在纺丝工艺过程中，在由水和DMSO的混合物组成的凝固浴内浸溃的纺丝头生成完美地圆形的致密的无空隙纤维。用去离子水洗涤如此获得的纤维以除去残留溶剂，在各步中在沸水内拉伸到其起始长度的约8倍；在热辊上干燥并在线轴上收集。所得丝束由直径约12微米、平均韧度为56cN/TeX和断裂伸长率为约17% (这在具有1N传感器的Instron 5542测力计上根据方法ASTM D-3822测量)的纤维组成，从而证明适合于转变成碳纤维。
[0096]实施例2 (对比)
[0097]由丙烯腈(相对于所述聚合物的总重量，96wt% )和成对的丙烯酸甲酯-衣康酸(相对于聚合物的总重量，4wt% )组成的高分子量的丙烯腈系共聚物(MWn=75, 000-100, 000)的溶解
[0098]在20°C的温度下维持的100% DMSO中分散聚合物。
[0099]在与实施例1所使用的相同工业生产线中进行聚合物在溶剂溶液内的溶解。
[0100]聚合物在溶剂溶液内的溶解条件如下所述:
[0101 ]-在室温下250kg/h的聚合物流量；
[0102]-使用冷却单元，维持在T= 20°C下的溶剂(DMS0 1