聚芳醚树脂聚合装置、制备方法及产品与流程

1.本技术涉及树脂制备技术领域，特别是涉及一种聚芳醚树脂聚合装置、制备方法及产品。


背景技术：

2.聚芳醚树脂是一类具有苯环和醚键的聚合物，刚性的苯环使得聚芳醚树脂具有优良的高温性能、力学性能、电绝缘性、耐辐射和耐化学品性，柔性的醚键提高了聚芳醚树脂的加工性能。得益于上述优异的性能，聚芳醚树脂被广泛应用于医疗器械、电子信息、航空航天、汽车零部件以及精密仪器等领域。
3.聚芳醚酮和聚芳醚砜是两类常见的聚芳醚树脂，传统技术中通常采用亲核反应制备聚芳醚酮或聚芳醚砜，即卤代芳香酮单体或卤代芳香砜单体在碱性助剂的作用下与二元酚或二元醇单体发生缩聚反应。在聚合过程中，反应体系中往往不可避免的产生水、卤代盐、环聚体和羟盐等副产物，进而导致所制备的产品纯度低、分子量小。其中，副产物水会导致中间产物的水解和醚键的断裂，不利于聚合物分子链的增长。因此及时分离出反应体系中的水是控制副反应的有效手段之一。传统技术大多采用带水剂除去反应体系中的水，但是带水剂的沸点较低，在相对高温的反应体系中易造成安全问题，并且带水剂存在成本较高、对环境不友好等问题。
4.因此，如何安全可靠地除去聚芳醚树脂合成体系中的副产物水成为了亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.基于此，本技术提供了一种聚芳醚树脂聚合装置、制备方法及产品，该装置能够有效地分离出反应体系中的水，使得所制备的聚芳醚树脂中副产物少、分子量分布均匀。此外，该装置操作简单，安全性较高。
6.本技术第一方面，提供一种聚芳醚树脂的聚合装置，包括：
7.反应器，包括本体和搅拌器，搅拌器设置于本体内。搅拌器与本体的内壁之间的最短距离d满足：0.5cm≤d≤10cm；本体的底部设有进气口，用于通入保护性气体；
8.分馏塔，分馏塔的底部与反应器的顶部连接。分馏塔具有多段结构，由下至上依次包括第一塔体和第二塔体，第一塔体为加热段，第二塔体为冷凝段；
9.第一冷却器，第一冷却器的一端与第一塔体的顶部连接，用于冷却分馏塔分馏出的气体；
10.第二冷却器，与第一冷却器的另一端连接，用于将第一冷却器产生的蒸气冷凝为液体。
11.在其中一些实施例中，搅拌器与本体的内壁之间的最短距离d满足：1cm≤d≤8cm；可选地，2cm≤d≤5cm。
12.在其中一些实施例中，第一塔体的操作温度t1、第二塔体的操作温度t2和第一冷
却器(3)的操作温度t3满足：100℃＜t3＜t2＜t1。
13.在其中一些实施例中，100℃＜t2≤160℃，100℃＜t3≤150℃。可选地，140℃≤t2≤150℃，100℃＜t3≤110℃。
14.在其中一些实施例中，搅拌器为单层搅拌器、双层搅拌器或多层搅拌器中的一种。可选地，搅拌器为锚式搅拌器。
15.在其中一些实施例中，反应器还包括夹套，夹套设置于本体的外周，用于加热反应器。
16.在其中一些实施例中，聚芳醚树脂的聚合装置还包括第一加热管道和第二加热管道，第一加热管道与夹套连接，用于加热夹套。第二加热管道与第一塔体连接，加热第一塔体。
17.在其中一些实施例中，聚芳醚树脂的聚合装置还包括保护性气体管路，保护性气体管路与进气口连接。可选地，保护性气体管路上设有加热器，用于加热保护性气体。
18.在其中一些实施例中，反应器还包括粘度计，粘度计设置于本体的底部。可选地，粘度计为在线粘度计。进一步可选地，在线粘度计具有温度显示功能。
19.在其中一些实施例中，聚芳醚树脂的聚合装置还包括气液分离器和蓄液器，气液分离器的一端与第二冷却器连接，气液分离器的另一端与蓄液器连接。气液分离器用于分离第二冷却器产生的液体和蒸汽，蓄液器用于收集气液分离器产生的液体。
20.在其中一些实施例中，本体的顶部设有投料口，用于反应开始时的初次加料。聚芳醚树脂聚合装置还包括投料釜，投料釜设置于反应器的顶部，用于反应过程中的补充加料。可选地，投料釜还包括过滤装置、保护性气体置换管、分水装置、加热装置、监测口和底部阀门中的至少一个。
21.在其中一些实施例中，第一冷却器为列式冷却管，第二冷却器为螺旋冷却器。
22.本技术第二方面，提供一种聚芳醚树脂的制备方法，采用第一方面的聚芳醚树脂的聚合装置，聚芳醚树脂的制备方法包括以下步骤：
23.步骤s1、开启搅拌器，向反应器中依次加入反应溶剂、单体和助剂；
24.步骤s2、将常温的保护性气体通过进气口加入反应器中，排出反应器中的气体；
25.步骤s3、将加热后的保护性气体通过进气口加入反应器中，并加热反应器和第一塔体。随后排出第二塔体和第一冷却器中的冷却液。
26.步骤s4、待气液分离器流出液体后，控制第二塔体和第一冷却器中的冷却水的进水速率，使得第二塔体的操作温度t2满足：100℃＜t2≤160℃，第一冷却器的操作温度t3满足：100℃＜t3≤150℃，继续反应4～6h，随后增大搅拌器的搅拌速率。
27.在其中一些实施例中，聚芳醚树脂的制备方法还包括以下步骤：
28.步骤s5、通过投料釜向反应器中加入预热的反应溶剂、单体、助剂和封端剂。
29.本技术第三方面，提供一种聚芳醚树脂，包括采用第一方面的聚合装置制备的聚芳醚树脂，或根据第二方面的制备方法制备的聚芳醚树脂。
30.本技术首先通过设置搅拌器与反应器本体之间的最短距离，使得搅拌器能够充分搅拌，避免了易吸水的碱性助剂沉入反应器的底部。这样一来，助剂中的水分能够及时挥发出来。其次，本技术采用多段差异控温的措施，实现了共沸的反应溶剂和副产物水的分离，反应溶剂回流至反应器中，副产物水则被除去。最后，本技术通过在反应器的底部设置保护
性气体进入口，保证了反应物与保护性气体的充分接触，使得聚合反应能够稳定进行。
附图说明
31.图1为本技术一实施例所示的聚芳醚树脂的聚合装置的结构示意图。
32.附图标记说明：1-反应器，101-本体，102-搅拌器，103-进气口，104-夹套，105-粘度计，106-投料口，107-底阀；2-分馏塔，201-第一塔体，202-第二塔体；3-第一冷却器；4-第二冷却器；5-第一加热管道；6-第二加热管道；7-保护性气体管路，701-加热器；8-气液分离器；9-蓄液器；10-溶剂计量罐；11-投料釜，111-过滤装置；t1-第一塔体的操作温度，t2-第二塔体的操作温度，t3-第一冷却器的操作温度。
具体实施方式
33.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
34.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“中间”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
36.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
38.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
39.聚芳醚类树脂是一类高温性能、力学性能、电绝缘性、耐辐射和耐化学品性优良的工程塑料。聚芳醚类树脂包括聚芳醚砜、聚芳醚酮和聚芳醚腈等几大类，其中聚芳醚砜主要包括聚砜(psu)、聚醚砜(pes)和聚亚苯基砜(ppsu)。传统技术通常采用亲核反应制备聚芳醚树脂，即二卤代芳香单体(例如二卤代芳香酮、二卤代芳香砜和二卤代芳香腈)在碱性助剂(例如碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸铯)的作用下与二元酚或二元醇单体(例如双酚a)发生缩聚反应得到相应的聚芳醚树脂。上述缩聚反应通常可包括以下两个反应阶段：
①
二元酚或二元醇单体的成盐反应，即二元酚或二元酚在一定温度下与碱性助剂反应生成二盐化合物中间体和水。
②
二盐化合物中间体与二卤代芳香单体反应生成醚键，并进行分子链的增长，获得分子量满足实际应用需求的聚合物树脂。
40.然而在整个缩聚反应过程中通常会发生以下三类副反应：第一类是二卤代芳香单体的水解反应，由于缩聚反应的阶段
①
中生成了水，此时反应体系具有一定的温度和碱性，这样一来二卤代芳香单体较容易发生水解反应，水解产物通常包括单卤代单羟盐代化合物(即二卤代芳香单体的一个卤素原子发生水解形成羟盐，另一个卤素原子未反应的中间产物)。上述水解产物的活性较低，难以继续反应，导致原料中的单体配比发生变化，使得产物的分子量难以控制，甚至导致产品分子量低、无商业价值。第二类是醚键断裂反应，由于反应体系中同时存在水和羟盐，使得生成的聚合物分子链中的醚键发生断裂。当醚键的断裂速率高于醚键的生成速率时，可能使得聚合反应终止，得到的低分子量的产品。第三类是生成环聚体的副反应，在整个反应过程中不可避免地会出现线性低聚物分子链首尾直接连接的情况，这样得到的环聚体副产物不能很好地与线性聚合产物相容，进而导致降低产品性能的一致性，其中环二聚体是主要的环聚体副产物。
41.研究发现之所以难以合成分子量较高的聚芳醚树脂，主要是因为无法及时分离出反应过程中生成的水。传统技术通常在体系中加入带水剂除去水，但是带水剂的沸点较低，在相对高温的反应体系中易造成安全问题，并且带水剂存在成本较高、对环境不友好等问题。
42.本技术的一实施方式中提供了一种聚芳醚树脂聚合装置，如图1所示。聚合装置包括反应器1、分馏塔2、第一冷却器3和第二冷却器4。
43.反应器1，包括本体101和搅拌器102，搅拌器102设置于本体101内。搅拌器102与本体101的内壁之间的最短距离d满足：0.5cm≤d≤10cm；本体101的底部设有进气口103，用于通入保护性气体。
44.分馏塔2，分馏塔2的底部与反应器1的顶部连接。分馏塔2具有多段结构，由下至上依次包括第一塔体201和第二塔体202，第一塔体201为加热段，第二塔体202为冷凝段。
45.第一冷却器3，第一冷却器3的一端与第一塔体201的顶部连接，用于冷却分馏塔2分馏出的气体。
46.第二冷却器4，与第一冷却器3的另一端连接，用于将第一冷却器3产生的蒸气冷凝为液体。
47.反应器1是原料发生聚合反应的场所，本技术的反应器1可以为釜式聚合反应器。反应器1包括本体101和搅拌器102。示例性地，本体101具有圆筒状的结构。搅拌器102包括搅拌浆(或称为搅拌叶轮)、搅拌轴、密封装置和传动装置。
[0048]“搅拌器102设置于本体101内”具体是指搅拌器102的搅拌浆(图中未示出)位于本
体101内。“搅拌器102与本体101的内壁之间的最短距离d”具体是指搅拌桨与本体101内壁之间的最短距离。在一个具体的实施例中，d可以为0.5cm、1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm或10cm。需要说明的是本体101的内壁包括底壁和侧壁。通过设置搅拌器102与本体101的内壁之间的最短距离，使得搅拌器102能够对物料进行充分搅拌，避免了易吸水的碱性助剂沉入反应器1的底部。这样一来，存在于助剂中的水分能够及时挥发出来，提高了除水效率。
[0049]
进气口103设置于本体101的底部，在实际操作中进气口103与保护性气体管路7连接，保护性气体通过进气口103从反应器1的底部进入反应体系中。传统技术通常在聚合反应釜的顶部设置进气口，这样的设计可能无法保证保护性气体完全进入反应液中。即使保护性气体能够达到反应液面以下，但随着反应的进行，体系粘度增大，保护性气体无法在反应液中分散均匀，进而导致反应难以稳定地进行。本技术通过将通入惰性气体的进气口103设置在反应器1的底部，保证了反应物与保护性气体的充分、均匀地接触，使得聚合反应能够稳定进行。
[0050]
分馏塔2是进行蒸馏的一种塔式气液装置，又称为蒸馏塔。分馏塔2有板式塔和填料塔两种主要类型。根据操作类型又可分为连续分馏塔和间歇分馏塔两种。分馏是分离几种不同沸点的混合物的一种方法。在本技术的一具体实施例中，反应器1的操作温度和第一塔体201的操作温度t1可根据具体的反应溶剂的沸点确定，能够保证反应在共沸状态下进行，且第一塔体201中的气体不会快速冷凝为液体即可，反应器1的操作温度和t1的具体温度本技术不作限定。也就是说聚合反应是在气液共存的状态下进行的。反应器1中的水蒸汽和气态的反应溶剂进入到分馏塔2中，并在分馏塔2中实现初步的分离。值得注意的是，聚芳醚树脂合成采用的反应溶剂通常具有比水更高的沸点，因此在本实施例的体系中，反应溶剂为高沸点组分，水为低沸点组分。可理解地，分馏塔2具体的工作原理如下：反应器1中生成的副产物水和反应溶剂以气态的形式进入到第一塔体201中，由于第一塔体201的操作温度略高于反应溶剂和水的沸点，因此反应溶剂和水在第一塔体201内进一步气化，并形成水汽。此外，第一塔体201保证了水汽向上扩散，避免了水汽中的水回流至反应器1中。随后混合气体进入到第二塔体202中，实际工作中第二塔体202的操作温度t2高于水的沸点且略低于反应溶剂的沸点，因此一部分的气态反应溶剂发生冷凝形成液体并回流至反应器1中，而水仍然以蒸汽的形式存在。此外，由于分馏塔2中向上运动的混合气体与向下回流的液体发生多次热量交换，使得分馏塔2顶部的气体中低沸点组分(主要是水)的含量增大，而分馏塔2底部回流的液体中高沸点组分(主要是反应溶剂)的含量增大。这样一来，反应器1中的水和反应溶剂通过分馏塔2实现初步的分离。需要说明的是：
①
上述沸点均是指标准大气压下的沸点。
②
由于水是反应过程中生成的副产物，因此在反应器1进入分馏塔2的混合气体中，水的含量是比较少的。
③
第一塔体201的主要作用是将进入到分馏塔2中的流体充分气化，防止副产物水冷凝回流至反应器1中。
[0051]
第一冷却器3是换热设备的一类，用来冷却流体。通常用水或空气为冷却剂以除去热量，主要可以分为列管式冷却器(或称为列式冷却管)、板式冷却器和风冷式冷却器。在本技术的一具体实施例中，分馏塔2顶部的混合气体传输至第一冷却器3，由于第一冷却器3的操作温度t3高于水的沸点且低于反应溶剂的沸点和t2，混合气体中的气态溶剂进一步冷凝并回流至反应器1中。因此，第一冷却器3的作用主要是使反应溶剂和副产物水进一步分离。
经过分馏塔2和第一冷却器3处理之后，大部分的反应溶剂回流至反应器1中，而副产物水则以气态的形式进入到下一步工序中。需要说明的是：
①
上述沸点均是指标准大气压下的沸点。
②
进入第一冷却器3的混合气体中含有一定量的气态反应溶剂。可理解地，虽然混合气体经过了分馏器2的分馏，但第二塔体202的操作温度只是略低于反应溶剂的沸点，因此有一部分的气态溶剂来不及冷凝便进入到了第一冷却器3中。
[0052]
第二冷却器4是换热设备的一类，用于将第一冷却器3产生的蒸气冷凝为液体。示例性地，第二冷却器4采用水为冷却剂以除去热量。在本技术的一具体实施例中，第二冷却器4中通入冷却水，使得其温度低于水的沸点，第二冷却器4的具体操作温度本技术不作限定。需要说明的是，第一冷却器3产生的蒸气中的主要成分为水蒸汽。这样一来，水蒸汽进入第二冷却器4之后发生冷凝形成液态水，进而实现了对副产物水的分离。
[0053]
综上所述，通过采用多段差异控温的措施，实现了共沸的反应溶剂和副产物水的分离，反应溶剂回流至反应器1中，副产物水进入第二冷却器4中随后被除去。
[0054]
在一个具体的实施例中，搅拌器102与本体101的内壁之间的最短距离d满足：1cm≤d≤8cm；具体地，d可以为1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm或8cm。可选地，2cm≤d≤5cm，具体地，d可以为2cm、2.5cm、3cm、3.5cm、4cm、4.5cm或5cm。
[0055]
通过设置d的取值，使得搅拌器102能够对物料进行更加充分搅拌，避免了易吸水的碱性助剂沉入反应器1的底部。当d过大时，搅拌器102无法对沉积在反应器1底部边缘区域的物料进行搅拌，进而导致物料中吸附的水分难以挥发出来，增加了体系中的水含量。当d过小时，搅拌器102会对本体101的内壁造成磨损，影响反应器1的使用寿命。
[0056]
在一个具体的实施例中，第一塔体201的操作温度t1、第二塔体202的操作温度t2和第一冷却器的操作温度t3满足：100℃＜t3＜t2＜t1。
[0057]
在一个具体的实施例中，100℃＜t2≤160℃，100℃＜t3≤150℃，具体地，t2可以为101℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃，t3可以为101℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃。可选地，140℃≤t2≤150℃，100℃＜t3≤110℃，具体地，t2可以为140℃、142℃、144℃、146℃、148℃或150℃，t3可以为101℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃或110℃。
[0058]
通过设置t1和t2的取值，使得分馏塔2内向上运动的气流和向下回流的液体进行充分的热量交换，使分馏塔2顶部的的气体中低沸点组分的含量增大，分馏塔2底部回流的液体中高沸点组分的含量增大，进而实现了副产物水和反应溶剂的初步分离。通过设置t3的取值，使得进入第一冷却器3的混合气体中的气态反应溶剂进一步冷凝并回流至反应器1中，进而保证了流出第一冷却器3的气体中不含或者含有少量的气态溶剂，实现了水和反应溶剂的进一步分离。
[0059]
在一个具体的实施例中，搅拌器102为单层搅拌器、双层搅拌器或多层搅拌器中的一种。可选地，搅拌器102为锚式搅拌器。通过设置搅拌器102的形状，使得搅拌器102能够较好的适配聚芳醚树脂聚合反应，保证反应能够平稳运行。
[0060]
在一个具体的实施例中，反应器1还包括夹套104，夹套104设置于本体101的外周，用于加热反应器1。夹套104是指在反应器1外面加上的一个外套，夹套104内可通入热介质(例如导热油或热水等)，用以对反应器1进行加热。
[0061]
在一个具体的实施例中，聚芳醚树脂的聚合装置还包括第一加热管道5和第二加
热管道6，第一加热管道5与夹套104连接，用于加热夹套104。第二加热管道6与第一塔体201连接，加热第一塔体201。第一加热管道5和第二加热管道6均具有阀门，开启阀门后，导热油进入上述管道内，进而实现对夹套104和第一塔体201的加热。
[0062]
在一个具体的实施例中，聚芳醚树脂的聚合装置还包括保护性气体管路7，保护性气体管路7与进气口103连接。可选地，保护性气体管路7上设有加热器701，用于加热保护性气体。具体地，保护性气体管路7具有多个支路和多个阀门，其中一个支路上设有加热器701，从而实现对保护性气体的加热。在另一个支路上没有加热部件，因此使得保护性气体保持常温。通过阀门的切换，可以调整进入反应器1中保护性气体的温度。
[0063]
在一个具体的实施例中，反应器1还包括粘度计105，粘度计设置于本体101的底部。可选地，粘度计105为在线粘度计。进一步可选地，在线粘度计具有温度显示功能。粘度计105能够实时检测反应器1内的粘度和温度，进而保证聚合反应的正常进行。
[0064]
在一个具体的实施例中，聚芳醚树脂的聚合装置还包括气液分离器8和蓄液器9，气液分离器8的一端与第二冷却器4连接，气液分离器8的另一端与蓄液器9连接。气液分离器8用于分离第二冷却器4产生的液体和蒸汽，蓄液器9用于收集气液分离器8产生的液体。
[0065]
气液分离器8是实现除液的一种分离装置，主要包括筒体、分离器、高效破沫网、排污阀等部件。可理解地，第二冷却器4冷凝形成的液体中含有一定量的气体，也就是说水以气液两相存在。因此通过设置气液分离器8对第二冷却器4产生的液体和蒸汽进行分离，分离出的水流至蓄液器9中，进而实现了对副产物的回收。
[0066]
在一个具体的实施例中，本体101的顶部设有投料口106，用于反应开始时的初次加料。聚芳醚树脂聚合装置还包括投料釜11，投料釜11设置于反应器1的顶部，用于反应过程中的补充加料。可选地，投料釜11还包括过滤装置111、保护性气体置换管、分水装置、加热装置、监测口和底部阀门中的至少一个。
[0067]
在二元酚或二元醇单体的成盐反应结束后，根据实际情况，可以通过投料釜11向反应器1中进行二次加料。需要说明的是，由于投料釜11具有过滤装置111，因此投料釜11还可以用于分离反应体系中不溶于反应溶剂的副产物。具体地，反应器1内的物料可以通过压力或者其他形式导入投料釜11中，导入的物料中可溶于溶剂的部分可以通过压力或者重力经过过滤装置111回到反应器1中继续参与反应。不溶于溶剂的副产物(例如碳酸钾或碳酸钠)无法通过过滤装置111，进而残留至投料釜11中，实现了反应液和副产物的分离。
[0068]
此外，上述投料釜11还可以用于聚苯硫醚的聚合体系。聚苯硫醚在反应过程中，随着反应的进行会析出聚苯硫醚高聚物产物颗粒，从而影响低聚物的顺利反应，其中低聚物通常是能够溶于反应液中的。将聚苯硫醚的反应液导入投料釜11中，溶解在溶剂中的低聚物和未反应的原料、中间体等经过过滤装置111回流到反应器1中，进而重新参与反应。而不溶于反应液的高聚物和杂质残留于投料釜11中，可直接进入后处理工序。
[0069]
在一个具体的实施例中，第一冷却器3为列式冷却管，第二冷却器4为螺旋冷却器。需要说明的是，第一冷却器3和第二冷却器4也可采用其他形式的冷却器，只要能达到实际应用要求的冷却效果即可，本技术对此不作限定。
[0070]
本技术的另一实施方式中提供了聚芳醚树脂的制备方法，采用第一方面的聚芳醚树脂的聚合装置，聚芳醚树脂的制备方法包括以下步骤：
[0071]
步骤s1、开启搅拌器102，通过投料口106向反应器1中依次加入反应溶剂、单体和
助剂；
[0072]
步骤s2、将常温的保护性气体通过进气口103加入反应器1中，排出反应器1中的气体；
[0073]
步骤s3、将加热后的保护性气体通过进气口103加入反应器1中，并加热反应器1和第一塔体201。随后排出第二塔体202和第一冷却器3中的冷却液。
[0074]
步骤s4、待气液分离器8流出液体后，控制第二塔体202和第一冷却器3中的冷却水的进水速率，使得第二塔体202的操作温度t2满足：100℃＜t2≤160℃，第一冷却器3的操作温度t3满足：100℃＜t3≤150℃，继续反应4～6h，随后增大搅拌器102的搅拌速率。
[0075]
需要说明的说，步骤s3中的保护性气体是通过加热器701进行加热的。反应器1是通过夹套104加热，具体为开启第一加热管道5，使得导热油进入夹套104内，且使导热油的温度到大预设的反应温度。此外，开启第二加热管道6使得导热油进入第一塔体201的换热管内，使得第一塔体201的温度达到预设的操作温度。
[0076]
在一个具体的实施例中，聚芳醚树脂的制备方法还包括以下步骤：
[0077]
步骤s5、通过投料釜11向反应器1中加入预热的反应溶剂、单体、助剂和封端剂。
[0078]
在一个具体的实施例中，聚芳醚树脂的制备方法包括以下具体的步骤：
[0079]
1、投料前的准备：关闭反应器1的底阀107、检查聚合装置。
[0080]
2、投料：缓慢开动搅拌器102，依次投入部分反应溶剂、单体和碱等，关闭投料口106。
[0081]
3、置换反应器1内氧气：打开连通大气的阀门，从反应器1底部的进气口103快速通入常温保护性气体，使反应器1内的氧气含量低于0.001％。
[0082]
4、开始升温：切换保护性气体管路7，并开启加热器701。采用预热的保护性气体对反应器1进行吹扫。打开第一加热管道5，将导热油通入夹套104内，并对导热油进行加热，使得夹套104的温度达到聚合反应的温度。打开第二加热管道6通入导热油对第一塔体201进行加热。打开冷却水阀门，排空第二塔体202和第一冷却器3中的水。待气液分离器8内有液体流出后，控制第二塔体202和第一冷却器3中的冷却水的进水大小，使得第二塔体201到达预设的操作温度t2，第一冷却器3达到预设的操作温度t3。
[0083]
5、聚合反应：待出液4～6小时后，二元酚或二元醇单体的成盐结束，搅拌器102的速度开到最大；反应器1慢慢有一定粘度，表现为粘度计105的读数上升和扭矩数变大。根据实际情况可从投料釜11添加预热的溶剂、单体或封端剂等，用以改变反应器1内固含量和单体的配比。可一次或多次连续或间断加入上述原料。
[0084]
6、终止反应：打开溶剂计量罐10的阀门，向反应器1中加入常温溶剂，降低反应器1内的温度，搅拌致均相，聚合反应结束。进入下一道工序，过滤或析料。
[0085]
最后，本技术还提供了聚芳醚树脂，包括采用上述的聚合装置制备的聚芳醚树脂，或根据上述的制备方法制备的聚芳醚树脂。
[0086]
为了更易于理解及实现本技术，以下还提供了如下较易实施的、更为具体详细的实施例及对比例作为参考。通过下述具体实施例和对比例的描述及性能结果，本技术的各实施例及其优点也将显而易见。
[0087]
如无特殊说明，以下各试验例所用的原材料皆可从市场上常规购得。
[0088]
实施例1
[0089]
采用如下方法制备实施例1的样品。
[0090]
1、投料前的准备：关闭底阀107，并检查聚合装置。
[0091]
2、投料：缓慢开动搅拌器102控制在10rpm。并依次向反应器1内投入dmac(即二甲基乙酰胺)1500kg、双酚a776.2 kg、二氯二苯砜976.34kg和碳酸钾51 7kg，关闭投料口106。
[0092]
3、置换釜内氧气：打开连通大气的阀门，从进气口103快速通入常温惰性气体，使反应器1内氧气含量低于0.001％。
[0093]
4、开始升温：切换保护性气体管路7，并开启加热器701。采用预热的保护性气体对反应器1进行吹扫。打开第一加热管道5，将导热油通入夹套104内，并对导热油进行加热，其中导热油的温度为195℃，使得夹套104的温度达到聚合反应的温度。打开第二加热管道6通入导热油对第一塔体201进行加热，其中上述导热油的温度为180℃。打开冷却水阀门，排空第二塔体202和第一冷却器3中的水。待气液分离器8内有液体流出后，控制第二塔体202和第一冷却器3中的冷却水的进水大小，使得第二塔体201到达预设的操作温度t2，其中t2为100℃＜t2≤160℃；使得第一冷却器3达到预设的操作温度t3，其中t3为100℃＜t3≤150℃。保持气液分离器8内出水，继续反应。
[0094]
5、聚合反应：待出液6小时后，二元酚或二元醇单体的成盐结束，搅拌器102的速度调至60rpm。反应器1慢慢有一定粘度，表现为粘度计105的读数上升和扭矩数变大，在扭矩读数达到4000n
·
m时；打开投料釜11的底部阀门，慢慢加入置换好惰性气体的165℃的混合物(dmac200 kg、二氯二苯砜14.6kg、碳酸钾23.5kg、封端剂2-联苯酚17.36kg)，继续反应3～8小时。
[0095]
6、终止反应：待扭矩读数和在线粘度读数在15min无变化时，加入冷的200kg的dmac终止反应，搅拌30min，反应结束。反应液用孔径15um的正压压力罐过滤盐等副产物，滤液用水析料粉碎，纯水洗涤三次后在150℃下真空干燥，随后得到聚芳醚砜树脂、
[0096]
实施例2
[0097]
实施例1与实施例1基本相同，区别在于：
①
投料步骤中，依次投入dmac 2000kg、4,4'-二羟基联苯694.5kg、二氯二苯砜107 7kg和碳酸钾570kg。
②
开始升温步骤中，控制t2为140℃≤t2≤150℃，t3为100℃＜t3≤110℃。
③
聚合反应步骤中，dmac 200kg、二氯二苯砜38kg、碳酸钾26kg、封端剂2-联苯酚44.46kg。
[0098]
对比例1
[0099]
根据专利cn106220853a公开的生成工艺，合成psu。
[0100]
对比例2
[0101]
根据专利cn106220853a公开的生成工艺，合成ppsu。
[0102]
性能测试
[0103]
采用凝胶色谱仪对各个实施例和对比例进行重均分子量mw、分子量分散性pdi和环二聚含量的检测。
[0104]
检测仪器：plgel系列凝胶渗透色谱柱mixed-c 5μm 7.5
×
300mm 200～1
×
106＞5
×
104、pl1110-6504。用uv光(254nm)完成检测。
[0105]
测试条件：流动相dmac、流动1ml/min，柱温40℃。测试结果如表1所示。
[0106]
表1
[0107] mw(da)pdi环二聚体含量(％)
实施例1885202.80.87实施例2510401.70.70对比例1755203.81.37对比例2515202.41.1
[0108]
如表1所示，相较于对比例1，实施例1具有更高的分子量，更窄的分子量分布，且副产物环二聚体的含量也更低。虽然对比例2和实施例2的分子量相近，但实施例2具有更窄的分子量分布和更低的副产物含量。表明采用本技术的聚合装置能够有效分离出反应过程中的水，有利于分子量的增长，且能够保证反应的平稳进行，得到分子量较均一、副产物较少的产品。
[0109]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0110]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。