一种用于制备化纤高聚物前聚体的聚合反应器的制作方法

本技术涉及一种聚合反应器，尤其涉及一种用于制备化纤高聚物前聚体的聚合反应器。

背景技术：

1、氨纶因其良好的弹性广泛地应用于高档服装、运动衫裤、内衣、袜子、泳衣等纺织品领域。穿着含氨纶的服饰不仅可以带来良好的舒适感，而且可突显完美的修身效果，因此氨纶在面料中的用量比重越来越大，其市场需求量逐年增加。但是跟其他化纤类产品相比，氨纶的生产效率不高。

2、高分子材料链结构形态对其流动性能影响很大，其直观表现就是影响粘度的大小。在分子量相同的情况下，带有支链结构的星型或梳子型高分子聚合物比长直链型的聚合物粘度更低。本领域人员通常使用单级或多级串联搅拌釜式反应器，反应器进料方式可为动态混合或静态混合进料。但上述反应方工艺存在操作过程繁琐、生产效率低、分子量分布不均匀等问题。

技术实现思路

1、本实用新型为解决现有技术中存在的问题，提出了一种用于制备化纤高聚物前聚体的聚合反应器。

2、该聚合反应器包括：圆管形态的固定式外壳，安装在固定式外壳两端的密封端盖，贯穿固定式外壳和密封端盖的内转轴；其中，内转轴包括：位于固定式外壳内部的混合挤压段，位于密封端盖内起支撑作用的回转支撑段；混合挤压段为内切于固定式外壳的三棱体结构，三棱体的三个顶角均与固定式外壳的内腔通过圆弧角相切，在旋转时，不断挤压固定式外壳与混合挤压段之间的物料。

3、进一步地，固定式外壳内腔设有等距排布的若干环形槽和一条贯穿整个固定式外壳长度的螺线型槽，螺线型槽与所有环形槽在固定式外壳的内壁上连通。

4、进一步地，固定式外壳内腔还设有轴向工艺槽，轴向工艺槽成120°圆周分布于固定式外壳内壁上。

5、进一步地，三棱体的三个顶角上设置着若干排数量与环形槽数量相等的槽牙，任意槽牙在三棱体轴向上的长度略小于环形槽的宽度，槽牙在固定式外壳横截面上的宽度略小于轴向工艺槽的宽度，确保带有槽牙的内转轴沿着轴向工艺槽装入固定式外壳后，槽牙能够在环形槽内转动。

6、进一步地，固定式外壳外圆上设置三个进样孔和一个出样孔，进样孔和出样孔分别位于固定式外壳长度方向的两端。

7、进一步地，内转轴从一端的密封端盖向外延伸，延伸的部分通过带传动机构与驱动电机连接，驱动电机优选选用带变频器的减速器电机，能够让内转轴以不同速度转动。

8、本实用新型的技术效果在于：固定式外壳外圆上设置三个进样孔，分别对应三种可选物料：溶剂或催化剂、物料一(例如用于制备氨纶的二异腈酸酯类)和物料二(例如用于制备氨纶的低聚醚二醇)，三种可选的物料从进样孔流向出样孔的过程中，随着内转轴与固定式外壳相对运动，三棱体结构和槽牙配合环形槽和螺线型槽不断对三种物料进行挤压、混合、搅拌、剪切，使原料在反应器内充分聚合反应、且过程简洁、反应速率快、合成效率高，制备出的高聚物的分子量分布较窄，同时可以满足液-液，液-固相聚合体系，于此同时内外腔体的相对转动也可以使体系的反应热和剪切热更快速地排出。

技术特征：

1.一种用于制备化纤高聚物前聚体的聚合反应器，其特征在于，该聚合反应器包括：圆管形态的固定式外壳(1)，安装在固定式外壳(1)两端的密封端盖(2)，贯穿固定式外壳(1)和密封端盖(2)的内转轴(3)；

2.根据权利要求1所述的用于制备化纤高聚物前聚体的聚合反应器，其特征在于，所述固定式外壳(1)内腔设有等距排布的若干环形槽(13)和一条贯穿整个固定式外壳(1)长度的螺线型槽(14)，螺线型槽(14)与所有环形槽(13)在固定式外壳(1)的内壁上连通。

3.根据权利要求2所述的用于制备化纤高聚物前聚体的聚合反应器，其特征在于，所述固定式外壳(1)内腔还设有轴向工艺槽(15)，轴向工艺槽(15)成120°圆周分布于固定式外壳(1)内壁上。

4.根据权利要求3所述的用于制备化纤高聚物前聚体的聚合反应器，其特征在于，所述三棱体的三个顶角上设置着若干排数量与环形槽(13)数量相等的槽牙(33)，任意槽牙(33)在三棱体轴向上的长度略小于环形槽(13)的宽度，槽牙(33)在固定式外壳(1)横截面上的宽度略小于轴向工艺槽(15)的宽度，确保带有槽牙(33)的内转轴(3)沿着轴向工艺槽(15)装入固定式外壳(1)后，槽牙(33)能够在环形槽(13)内转动。

5.根据权利要求1所述的用于制备化纤高聚物前聚体的聚合反应器，其特征在于，所述固定式外壳(1)外圆上设置三个进样孔(11)和一个出样孔(12)，进样孔(11)和出样孔(12)分别位于固定式外壳(1)长度方向的两端。

6.根据权利要求1所述的用于制备化纤高聚物前聚体的聚合反应器，其特征在于，所述内转轴(3)从一端的密封端盖(2)向外延伸，延伸的部分通过带传动机构(5)与驱动电机(4)连接。

技术总结
本技术提供了一种用于制备化纤高聚物前聚体的聚合反应器，该聚合反应器包括：圆管形态的固定式外壳，安装在固定式外壳两端的密封端盖，贯穿固定式外壳和密封端盖的内转轴；其中，内转轴包括：位于固定式外壳内部的混合挤压段，位于密封端盖内起支撑作用的回转支撑段；混合挤压段为内切于固定式外壳的三棱体结构，三棱体的三个顶角均与固定式外壳的内腔通过圆弧角相切，在旋转时，不断挤压、剪切固定式外壳与混合挤压段之间的物料，主要用于制备包括聚氨酯纤维在内的化学纤维预聚物聚合反应阶段。

技术研发人员：牟元生,徐翊桄,康锦涛,罗正龙,马永辉
受保护的技术使用者：宁夏宁东泰和新材有限公司
技术研发日：20211108
技术公布日：2024/1/11