凝膠形式的聚合物粒狀物的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供借助乳液和/或懸浮法，制備凝膠形式的聚合物顆粒的方法。該方法可包括制備反應(yīng)物混合物，所述反應(yīng)物混合物包括載體流體和含一種或更多種酚類化合物和任選地一種或更多種交聯(lián)化合物的單體組分，梅拉德反應(yīng)物的混合物，或其組合?？删酆蠁误w組分，形成凝膠形式的聚合物顆粒。該反應(yīng)物混合物可位于具有一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)表面的反應(yīng)器內(nèi)，所述內(nèi)表面在單體組分的聚合過(guò)程中與反應(yīng)物混合物接觸。一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)表面限制金屬，金屬離子，或其組合釋放到反應(yīng)物混合物內(nèi)，產(chǎn)生含有小于1wt％金屬原子，金屬離子，或其組合的凝膠形式的聚合物顆粒，基于凝膠形式的聚合物顆粒的總重量。
【專利說(shuō)明】凝膠形式的聚合物粒狀物的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文描述的實(shí)施方案一般地涉及制造凝膠形式的樹脂或聚合物顆粒的方法。更特 別地，該些實(shí)施方案涉及制造凝膠形式的樹脂或聚合物顆粒的方法，它可進(jìn)一步加工成氣 凝膠，干凝膠，和/或凍凝膠顆粒。

【背景技術(shù)】
[0002] 碳材料，例如碳的氣凝膠，干凝膠，和凍凝膠已用于各種產(chǎn)品中，改進(jìn)性能，其中包 括，但不限于，導(dǎo)電率和例如在超級(jí)電容器應(yīng)用中的能量?jī)?chǔ)存。在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上，合成碳的 氣凝膠，干凝膠，和凍凝膠的方法是本領(lǐng)域已知的，例如將聚合物凝膠轉(zhuǎn)化成碳材料。一種 特別的組合物可包括，例如間苯二酷和甲酵W供生產(chǎn)可進(jìn)一步加工成大的塊體聚合物凝膠 或"溶膠-凝膠"的前體溶液（例如，"單體組分"或"溶膠"，它是顆粒在液體內(nèi)的溶液或 膠態(tài)分散液）。
[0003] 然而，塊體聚合物凝膠生產(chǎn)且轉(zhuǎn)化成成品，即氣凝膠，干凝膠或凍凝膠是困難且昂 貴的。由于塊體的大尺寸和低導(dǎo)熱率，因此要求顯著大量的能量，時(shí)間和?？诘脑O(shè)備，W便 聚合構(gòu)成塊體結(jié)構(gòu)的單體組分。另外，由于當(dāng)熱量從外部轉(zhuǎn)移到其內(nèi)部時(shí)，塊體聚合物凝膠 加熱不均勻，因此，在塊體聚合物內(nèi)形成不均勻的物理差別，該可負(fù)面影響由其生產(chǎn)的氣凝 膠，干凝膠或凍凝膠的性能。此外，大的塊體聚合物凝膠要求粉碎，W便減少塊體結(jié)構(gòu)變成 凝膠形式的聚合物顆粒，然后可將其加工成氣凝膠，干凝膠或凍凝膠，該也是費(fèi)力，投資大 且耗時(shí)的。
[0004] 因此，需要制造凝膠形式的聚合物顆粒的改進(jìn)方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 提供借助乳液和/或息浮法制造凝膠形式的聚合物顆粒的方法。在至少一個(gè)具體 的實(shí)施方案中，該方法可包括制備反應(yīng)物混合物，所述反應(yīng)物混合物包括載體流體和含一 種或更多種酷類化合物和任選地一種或更多種交聯(lián)化合物的單體組分，梅拉德（Maillard) 反應(yīng)物的混合物或其組合。該單體組分可聚合，形成凝膠形式的聚合物顆粒。該反應(yīng)物混 合物可位于具有在單體組分的聚合過(guò)程中，與反應(yīng)物混合物接觸的一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)表面的 反應(yīng)器內(nèi)。一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)表面限制金屬，金屬離子或其組合釋放到反應(yīng)物混合物內(nèi)，W生 產(chǎn)含有小于Iwt%金屬原子，金屬離子，或其組合的凝膠形式的聚合物顆粒，基于凝膠形式 的聚合物顆粒的總重量。
[0006] 在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中，借助乳液或息浮法制造凝膠形式的聚合物顆粒的 方法可包括制備反應(yīng)物混合物，所述反應(yīng)物混合物包括載體流體和含一種或更多種酷類化 合物和任選地一種或更多種交聯(lián)化合物的單體組分，梅拉德反應(yīng)物的混合物或其組合。該 反應(yīng)物混合物可被導(dǎo)引到含一個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)環(huán)管的反應(yīng)器內(nèi)?？稍谠摲磻?yīng)器內(nèi)聚合該單 體組分，形成凝膠形式的聚合物顆粒?？蓮脑摲磻?yīng)器中回收凝膠形式的聚合物顆粒。
[0007] 在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中，借助乳液或息浮法制造凝膠形式的聚合物顆粒的 方法可包括制備反應(yīng)物混合物，所述反應(yīng)物混合物包括梅拉德反應(yīng)物的混合物和載體流 體。梅拉德反應(yīng)物的混合物可W聚合，形成凝膠形式的聚合物顆粒。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1是根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案制造的凝膠形式的聚合物顆粒的照片。
[0009] 圖2是根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案制造的凝膠形式的聚合物顆粒的另一 照片。
[0010] 圖3是根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案制造的凝膠形式的聚合物顆粒的另一 照片。
[0011] 圖4是根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案制造的凝膠形式的聚合物顆粒的又一 照片。
[0012] 圖5是根據(jù)所述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案制造的凝膠形式的聚合物顆粒的再一 照片。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 可通過(guò)在息浮和/或乳液法中，聚合單體組分，生產(chǎn)凝膠形式的聚合物粒狀物或 顆粒。在一個(gè)實(shí)例中，可混合，共混或在其他情況下結(jié)合單體組分與載體流體或介質(zhì)，形成 可W是息浮液形式的反應(yīng)物混合物。在另一實(shí)例中，可混合，共混或在其他情況下結(jié)合單體 組分與載體流體或介質(zhì)，形成可W是乳液形式的反應(yīng)物混合物。因此，可混合，共混或在其 他情況下結(jié)合單體組分與載體流體形成可W是息浮液和/或乳液形式的反應(yīng)物混合物。除 了單體組分W外，該反應(yīng)物混合物也可包括，但不限于，一種或更多種交聯(lián)化合物和/或一 種或更多種催化劑。
[0014] 術(shù)語(yǔ)"載體流體"也可W是指息浮液流體，溶劑，稀釋劑，分散流體，乳液流體，和 /或息浮液和/或乳液的連續(xù)相?？蛇M(jìn)一步加工凝膠形式的聚合物顆粒，生產(chǎn)氣凝膠，干凝 膠，和/或凍凝膠顆粒，從而避免中間產(chǎn)生塊體凝膠結(jié)構(gòu)，所述塊體凝膠結(jié)構(gòu)要求一種或更 多種機(jī)械處理，例如粉碎，研磨，和粉化等，W減少塊體凝膠結(jié)構(gòu)變成聚合物顆粒。
[0015] 本文中所使用的術(shù)語(yǔ)"息浮法"，"息浮聚合法"，"分散法"和"分散聚合法"可 互換使用，且是指在載體或"連續(xù)相"流體，例如姪和/或水中，使用機(jī)械攬拌，混合反應(yīng)物 混合物的非均相聚合法，其中該反應(yīng)物混合物相和載體或連續(xù)相流體不可混溶。該反應(yīng)物 混合物可作為液滴息浮或分散在載體流體或連續(xù)相中，其中單體組分經(jīng)歷聚合，形成聚合 物的顆粒，和/或固化，形成聚合物的固化顆粒。
[0016] 本文中所使用的術(shù)語(yǔ)"乳液法"和"乳液聚合法"二者均是指"正常"的乳液和 "反相"乳液。乳液在一個(gè)或更多個(gè)方面不同于息浮液。一個(gè)區(qū)別是乳液通常包括使用產(chǎn)生 或形成乳液（非常小尺寸的液滴）的表面活性劑。當(dāng)載體或連續(xù)相流體是親水流體，例如 水和反應(yīng)物混合物相是疏水化合物時(shí)，形成正常的乳液（例如，水包油）形式，其中單體液 滴在載體或連續(xù)相流體內(nèi)在表面活性劑的輔助下乳化。單體在該些小尺寸的液滴內(nèi)反應(yīng)。 該些液滴典型地尺寸小，因?yàn)樵擃w粒防止彼此凝結(jié)，因?yàn)槊恳活w粒被表面活性劑包圍，且表 面活性劑上的電荷靜電排斥其他顆粒。然而，與采用乳液聚合制造的那些相比，息浮聚合通 常生成大得多的顆粒。當(dāng)載體或連續(xù)相流體是疏水流體，例如油和反應(yīng)物混合物相是親水 化合物時(shí)，形成反相乳液（例如，油包水）。
[0017] 本文中所使用的術(shù)語(yǔ)"單體組分"可包括，但不限于，一種或更多種酷類化合物和 /或一種或更多種交聯(lián)化合物；和/或預(yù)聚物。若酷類化合物可聚合并與自身交聯(lián)，則交聯(lián) 化合物的使用可W是任選的。在另一實(shí)例中，酷類化合物和所有或一部分的交聯(lián)化合物可 彼此聚合，形成凝膠形式的聚合物顆粒。在另一實(shí)例中，酷類化合物和交聯(lián)化合物可彼此反 應(yīng)或交聯(lián)，生產(chǎn)凝膠形式的聚合物顆粒。在另一實(shí)例中，酷類化合物和交聯(lián)化合物可彼此聚 合和/或彼此交聯(lián)，生產(chǎn)凝膠形式的聚合物顆粒。
[0018] 本文中所使用的術(shù)語(yǔ)"預(yù)聚物"是指一種或更多種酷類化合物和一種或更多種交 聯(lián)化合物的已反應(yīng)的單體化合物；和/或通過(guò)聚合一種或更多種酷類化合物和/或一種或 更多種交聯(lián)化合物形成的聚合物，只要該聚合物保持液體形式即可。
[0019] 本文中所使用的術(shù)語(yǔ)"息浮和/或乳液法"和"息浮和/或乳液聚合"不限于或 必然是指常規(guī)的聚合。相反，術(shù)語(yǔ)"息浮和/或乳液法"和"息浮和/或乳液聚合"可W， 但不必然是指固化工藝或常規(guī)的聚合與固化工藝的組合。正如本文中討論并描述的，在一 個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，單體組分可W是或者包括預(yù)聚物和/或聚合物，除了或替代單獨(dú) 的一種或更多種酷類化合物和/或一種或更多種交聯(lián)化合物W外。固化工藝是指與單體混 合物的聚合相比，進(jìn)一步交聯(lián)或硬化聚合物。正因?yàn)槿绱?，若存在預(yù)聚物，則除了或替代聚 合W外，息浮/乳液工藝還包括固化工藝。本文中所使用的術(shù)語(yǔ)"固化"是指借助聚合物 鏈的交聯(lián)程度的增加，增初或硬化聚合物。交聯(lián)是指在預(yù)聚物和/或聚合物內(nèi)發(fā)生的結(jié)構(gòu) 和/或形貌變化，例如通過(guò)共價(jià)化學(xué)反應(yīng)，離子相互作用或簇聚（clustering)，相轉(zhuǎn)移或反 轉(zhuǎn)和/或氨鍵鍵合。
[0020] 本文中所使用的術(shù)語(yǔ)"凝膠形式的聚合物粒狀物"和"凝膠形式的聚合物顆粒" 可互換使用，且是指在其內(nèi)具有一個(gè)或更多個(gè)孔或孔隙的聚合物鏈的網(wǎng)絡(luò)，和液體至少部 分占據(jù)或填充一個(gè)或更多個(gè)孔或孔隙。本文中所使用的術(shù)語(yǔ)"干燥的聚合物粒狀物"和" 干燥的聚合物顆粒"可互換使用，且是指在其內(nèi)具有一個(gè)或更多個(gè)孔或孔隙的聚合物鏈的 網(wǎng)絡(luò)，和氣體至少部分占據(jù)或填充一個(gè)或更多個(gè)孔或孔隙。若至少部分占據(jù)或填充孔隙的 液體是水，則該聚合物顆?？杀环Q為"水凝膠聚合物顆粒"。
[0021] 可按照任何順序或次序彼此結(jié)合反應(yīng)物混合物中的各組分，例如單體組分，催化 劑和載體流體。例如，可將單體組分加入到載體流體中，可將載體流體加入到單體組分中， 或者可彼此同時(shí)結(jié)合單體組分和載體流體。然后可將催化劑加入到單體組分和載體流體的 混合物中。
[0022] 反應(yīng)物混合物中的單獨(dú)組分，例如，酷類化合物，交聯(lián)化合物和催化劑可按照任何 順序或次序各自獨(dú)立地與載體流體混合，共混，接觸，定位，放置，導(dǎo)引（direct)，添加，布置 或在其他情況下結(jié)合，產(chǎn)生息浮液和/或乳液。換句話說(shuō)，構(gòu)成單體組分的一種或小于全部 的組分可與載體流體結(jié)合，形成或產(chǎn)生中間體息浮液和/或乳液。例如，可結(jié)合酷類化合物 和催化劑與載體流體，形成或產(chǎn)生中間體息浮液和/或乳液，且交聯(lián)化合物可與該中間體 息浮液和/或乳液結(jié)合，形成或產(chǎn)生反應(yīng)物混合物和載體流體的息浮液和/或乳液。在另 一實(shí)例中，可結(jié)合載體流體與單體組分中的一種或更多種組分，例如酷類化合物，W生產(chǎn)中 間體息浮液和/或乳液，和可將一種或更多種其他組分，例如交聯(lián)化合物加入到該中間體 息浮液和/或乳液中，產(chǎn)生第二中間體息浮液和/或乳液。可向第二中間體息浮液和/或 乳液中添加催化劑，產(chǎn)生最終的息浮液和/或乳液。換句話說(shuō)，可按照任何順序或次序彼此 結(jié)合酷類化合物，交聯(lián)化合物，催化劑，和/或載體流體，和/或可同時(shí)彼此結(jié)合任何兩種或 更多種組分，產(chǎn)生息浮液和/或乳液。
[0023] 該息浮液和/或乳液中單體組分的濃度范圍可W是約Iwt% -約90wt%，基于 單體組分和載體流體的組合重量。例如，該息浮液和/或乳液中單體組分的濃度范圍可 W是從低至約lOwt%，約15wt%，約20wt%，或約25wt%到高至約40wt%，約50wt%，約 60wt %，約70wt %，約75wt %，約SOwt %，約85wt %，或約90wt %，基于單體組分和載體流體 的組合重量。在另一實(shí)例中，在該息浮液和/或乳液中的單體組分范圍可W是約25wt % -約 35wt %，約 20wt % -約 45wt %，約 30wt % -約 50wt %，約 IOwt % -約 25wt %，約 15wt % -約 50wt%，約25wt% -約70wt%，或約30wt% -約60wt%，基于單體組分和載體流體的組合 重量。
[0024] 在形成或產(chǎn)生單體組分和載體流體的息浮液和/或乳液之前，可至少部分彼此聚 合單體組分或其中的組分，生產(chǎn)預(yù)聚物?？稍趶牡椭良s2(TC，約25C，約3(TC，約35C，或約 40°C到高至約 50°C，約 55°C，約 60°C，約 65°C，約 70°C，約 75°C，約 80°C，約 85°C，約 90°C， 約95°C，或約100°C的溫度下預(yù)聚單體組分。例如，可在形成息浮液或乳液之前，在約20°C， 約3(TC，約4(TC，約5(TC，約6(TC，或約7(TC的溫度下預(yù)聚單體組分?？苫旌?，共混，攬拌或 在其他情況下結(jié)合預(yù)聚物與載體流體，形成息浮液和/或乳液。可將預(yù)聚物加入到載體流 體中，可將載體流體加入到預(yù)聚物中，或者可彼此同時(shí)結(jié)合預(yù)聚物和載體流體?？墒诡A(yù)聚物 部分反應(yīng)，例如聚合，酷類化合物和/或交聯(lián)化合物的混合物或者彼此完全反應(yīng)，W提供預(yù) 聚物。若該預(yù)聚物是酷類化合物和/或交聯(lián)化合物的完全反應(yīng)的產(chǎn)物，則可使用該息浮和 /或乳液法，更充分地固化或"老化"在其內(nèi)的預(yù)聚物或者完全固化或"老化"在其內(nèi)的預(yù)聚 物。
[00巧]若形成預(yù)聚物，則可基于液體預(yù)聚物的折射指數(shù)，進(jìn)行預(yù)聚物的聚合直到終點(diǎn)。例 女口，可聚合預(yù)聚物，直到預(yù)聚物的折射指數(shù)范圍為從低至約1. 1000,約1. 2000,約1. 3000， 或約 1. 3200 到高至約 1. 4500,約 1. 4800,約 1. 5000,約 1. 5500,約 1. 6000,約 1. 6500， 約1.7000,約1.7500,或約1.8000。在另一實(shí)例中，可進(jìn)行單體混合物的聚合，生產(chǎn)預(yù)聚 物到折射指數(shù)為約1. 3500-約1. 4500,約1. 3800-約1. 4400,約1. 3900-約1. 4350,約 1. 3900-約 1. 4500,約 1. 1000-約 1. 7000,約 1. 3000-約 1. 6000,約 1. 4200-約 1. 5500,約 1. 4800-約 1. 6400,或約 1. 3700-約 1. 4300。
[0026] 在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，可攬拌該反應(yīng)混合物。例如，可攬拌該息浮液和/或 乳液，改進(jìn)和/或維持反應(yīng)物混合物在載體流體內(nèi)部或載體流體內(nèi)的均勻或基本上均勻分 布（息浮液和反相乳液）或者在反應(yīng)物混合物內(nèi)部或反應(yīng)物混合物內(nèi)載體流體的均勻或基 本上均勻分布（息浮液和正常乳液）。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，沒有攬拌反應(yīng)混合物。 可在一個(gè)或更多個(gè)混合器內(nèi)結(jié)合息浮液和/或乳液中的組分。該混合器可W是或者包括能 分批，間歇，和/或連續(xù)混合，共混，接觸或在其他情況下結(jié)合兩種或更多種組分，例如，酷 類化合物和交聯(lián)化合物，或者包含單體組分和載體流體的息浮液和/或乳液的任何裝置， 系統(tǒng)或裝置和/或系統(tǒng)的組合。示意性的混合器可包括，但不限于，機(jī)械混合器攬拌，噴射 器，靜態(tài)混合器，機(jī)械/電力混合器，剪切混合器，超聲混合器，振動(dòng)混合，例如混合器本身 的移動(dòng)，或其任何組合?；旌掀骺砂ㄒ粋€(gè)或更多個(gè)加熱夾套，加熱線圈，內(nèi)部加熱元件，冷 卻夾套，冷卻線圈，內(nèi)部冷卻元件或類似物，W調(diào)節(jié)在其內(nèi)的溫度。該混合器可W是敞開的 容器或者密閉的容器?？蒞在混合器內(nèi)，在真空下，在大氣壓下，或大于大氣壓的壓力下，結(jié) 合息浮液和/或乳液中的組分。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，可在混合器內(nèi)，在從低至約 (TC，約 10°C，約 20°C，約 30°C，約 40°C，約 50°C，約 60°C，或約 70°C 到高至約 90°C，約 100°C， 約IlOC，約13(TC，約15(TC，約175°C，約20(TC，約225°C，或約25(TC的溫度下，結(jié)合息浮 液和/或乳液中的組分。該混合器可W能產(chǎn)生均勻的息浮液和/或乳液。換句話說(shuō)，該混 合器可產(chǎn)生其中單體組分的分布在載體流體當(dāng)中基本上相同的息浮液和/或乳液。應(yīng)當(dāng)注 意，乳液不必然要求任何攬拌，W便形成和/或維持該乳液，但可使用該種攬拌，W加速和/ 或改進(jìn)在乳液內(nèi)部各組分的均勻分布。正因?yàn)槿绱?，若單?dú)形成乳液，則該乳液不必然要求 外部能量，例如機(jī)械和/或超聲能量，W便形成和/或維持乳液。
[0027] 攬拌息浮液和/或乳液所使用的特定方法或者方法的組合可至少部分用作可控 制或調(diào)節(jié)影響凝膠形式的聚合物顆粒的尺寸和/或形貌的一個(gè)變量。例如，若攬拌漿或葉 片通過(guò)在該息浮液和/或乳液內(nèi)部旋轉(zhuǎn)而攬拌該息浮液和/或乳液，則攬拌漿或葉片旋轉(zhuǎn) 時(shí)的速度可影響凝膠形式的聚合物顆粒的尺寸。攬拌漿或葉片的特定形狀或構(gòu)造也可影響 凝膠形式的聚合物顆粒的尺寸。
[0028] -旦形成息浮液和/或乳液，則可聚合單體組分，生產(chǎn)凝膠形式的聚合物顆粒。如 上討論并描述的，息浮和/或乳液法除了或替代常規(guī)聚合W外，也可包括固化。單體組分可 在息浮液和/或乳液中形成小的液滴或膠束。在液滴或膠束內(nèi)包含的單體組分，例如，酷類 化合物，交聯(lián)化合物，預(yù)聚物，和/或聚合物可經(jīng)歷聚合和/或固化，產(chǎn)生凝膠形式的聚合物 顆粒?？蒞至少部分填充聚合物凝膠顆粒內(nèi)的任何孔或孔隙的液體可存在于反應(yīng)混合物中 和/或在單體組分的聚合過(guò)程中形成。
[0029] 單體組分可在混合器內(nèi)經(jīng)歷息浮和/或乳液聚合。單體組分可從混合器中移除并 引入到息浮液和/或乳液可在其內(nèi)經(jīng)歷息浮和/或乳液聚合的另一器皿或容器"反應(yīng)器" 內(nèi)。示意性的混合器/反應(yīng)器可包括分批，間歇和/或連續(xù)類型的混合器或反應(yīng)器。連續(xù) 混合器或反應(yīng)器，例如可W是"環(huán)管"反應(yīng)器。除了 W上討論并描述的一個(gè)或更多個(gè)混合器 W外，還可在其他體系，裝置和/或其組合內(nèi)形成息浮液和/或乳液。例如，也可在氣相條 件下進(jìn)行合適的息浮和/或乳液聚合法。例如，單體組分，載體流體，和/或任選的催化劑 可W在氣相內(nèi)。在另一實(shí)例中，單體組分和載體流體可W在氣相內(nèi)，和催化劑可W在固相和 /或液相內(nèi)。因此，在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，反應(yīng)物混合物或反應(yīng)物混合物中的至少一 種或更多種組分可在氣相下引入到反應(yīng)器內(nèi)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，反應(yīng)物混合物 或其中的至少一種或更多種組分可W在液相內(nèi)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，反應(yīng)物混合 物或其中的至少一種或更多種組分可W在固相內(nèi)。
[0030] 也可在連續(xù)的工藝和/或分批的工藝中進(jìn)行其他合適的息浮和/或乳液法。示意 性的方法可包括，但不限于，連續(xù)攬拌蓋反應(yīng)器（CSTR)，環(huán)管反應(yīng)器和/或活塞流反應(yīng)器。 可在一個(gè)反應(yīng)器或者大于一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行息浮和/或乳液法。當(dāng)使用兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng) 器時(shí)，兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器可W相同或不同。當(dāng)使用兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器時(shí)，兩個(gè)或更多個(gè) 反應(yīng)器可W串聯(lián)和/或平行地操作。該些反應(yīng)器可W具有或者可W不具有內(nèi)部冷卻或加 熱。
[0031] 更詳細(xì)地提到環(huán)管反應(yīng)器，環(huán)管反應(yīng)器可包括在載體流體內(nèi)生長(zhǎng)的聚合物顆粒 的循環(huán)漿液或混合物。該環(huán)管反應(yīng)器可W維持在從低至約50kPa，約lOlkPa，約120kPa， 約 200kPa，約 400kPa，約 SOOkPa，約 1，200kPa，約 1，700kPa，或約 2, IOOkPa 到高至約 3, 200kPa，約 3, eOOkPa，約 4, lOOkPa，約 4, 700kPa，約 5, lOOkPa，或約 5, SOOkPa 的壓力下。 在載體流體內(nèi)生長(zhǎng)的聚合物顆粒的循環(huán)漿液或混合物可W例如在從低至約3(TC，約45C， 約 6(TC，約 7(TC，約 8(TC，或約 9(TC到高至約 95C，約 99C，約 1IOC，約 12(TC，約 13(TC， 約140。約150。約175。約200。約225?；蚣s25(TC的溫度下?？蒞通過(guò)環(huán)管壁移 除和/或輸入反應(yīng)熱。該環(huán)管壁可W為雙夾套管道形式?？稍试S該漿液或混合物在規(guī)則的 時(shí)間間隔下或者連續(xù)地離開反應(yīng)器到達(dá)一個(gè)或更多個(gè)能將聚合物顆粒與載體流體分離的 系統(tǒng)，裝置和/或系統(tǒng)和/或裝置的組合中。至少一部分載體流體可被循環(huán)回到環(huán)管反應(yīng) 器中。另外，任何未聚合的單體組分可循環(huán)回到環(huán)管反應(yīng)器中?？墒褂迷摥h(huán)管反應(yīng)器作為 單一的環(huán)管反應(yīng)器，或者平行和/或串聯(lián)構(gòu)造的兩個(gè)或更多個(gè)環(huán)管反應(yīng)器，進(jìn)行息浮和/或 乳液工藝。例如，該環(huán)管反應(yīng)器可包括串聯(lián)和/或平行地操作的1，2, 3,4, 5,10, 20或更多 的環(huán)管?？蓪⒎磻?yīng)物混合物引入到任何給定環(huán)管反應(yīng)器的一個(gè)或更多個(gè)位置處。可相對(duì)于 彼此，在相同位置或不同位置處，將單體組分或者單體組分中的獨(dú)立的化合物引入到任何 給定的環(huán)管反應(yīng)器中。例如，可在第一位置處，將酷類化合物和催化劑引入到給定的環(huán)管反 應(yīng)器中，和可在第二位置處，將交聯(lián)化合物引入到該環(huán)管反應(yīng)器中，其中第一和第二位置是 在反應(yīng)器上的相同位置，或者其中第一和第二位置是在反應(yīng)器上的不同位置處。
[0032] 在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，若在環(huán)管反應(yīng)器（或任何其他反應(yīng)器）內(nèi)部生產(chǎn)凝 膠形式的聚合物顆粒，則可在生產(chǎn)期間，當(dāng)生產(chǎn)時(shí)，和/或在生產(chǎn)之后，但在其完全固化之 前的相對(duì)短的時(shí)間段內(nèi)移除聚合物顆粒。例如，可在數(shù)分鐘內(nèi)和/或數(shù)分鐘或者甚至數(shù)小 時(shí)之后形成聚合物顆粒，其中該聚合物顆粒具有充足的完整度，使得它們基本上沒有彼此 "粘著"或"膠合"在一起，但沒有充分固化?？蓪ⅹ?dú)立的聚合物顆粒引入到第二器皿，容器 或其他系統(tǒng)，裝置和/或其組合中，在此聚合物顆?？蒞進(jìn)一步固化?？稍诘谝惠d體流體中 進(jìn)行在環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)部形成聚合物顆粒，和當(dāng)從環(huán)管反應(yīng)器中移除聚合物顆粒時(shí)，它們可 保持在第一載體流體內(nèi)和/或與第一載體流體相分離并與第二載體流體結(jié)合。例如，環(huán)管 反應(yīng)器內(nèi)的載體流體（第一載體流體）可W是或者包括一種或更多種姪，和在第二容器內(nèi) 的載體流體（第二載體流體）可W是水。分離的第一載體流體和/或至少一部分任何未聚 合的單體可被循環(huán)回到反應(yīng)器中。因此，可在單一的器皿或反應(yīng)器或者多個(gè)反應(yīng)器或器皿 內(nèi)進(jìn)行凝膠形式的聚合物顆粒的形成。另外，形成凝膠形式的聚合物顆?？砂ㄊ褂没蚪M 合不同的工藝條件，例如溫度和/或壓力，和載體流體（與第二器皿相比，環(huán)管反應(yīng)器）內(nèi) 的聚合物顆粒濃度等。
[0033] 當(dāng)使用液體組分時(shí)，通常在從低至約50kPa，約lOlkPa，約120kPa，約200kPa， 約 400kPa，約 800kPa，約 1，200kPa，約 1，700kPa，或約 2, IOOkPa 到高至約 3, 200kPa，約 3, eOOkPa，約4, lOOkPa，約4, 700kPa，約5, lOOkPa，或約5, SOOkPa或甚至更大的壓力下進(jìn)行 息浮/乳液工藝。也可在范圍為從低至約〇°C，約2(TC，約4(TC，或約5(TC到高至約7(TC， 約 80°C，約 90°C，約 100°C，約 120°C，約 150°C，約 175°C，約 200°C，約 225°C，或約 250°C 的 溫度下進(jìn)行息浮/乳液工藝。升高溫度可減少聚合和/或固化單體組分到所需量所要求的 時(shí)間。在息浮/乳液工藝中，可在載體流體內(nèi)形成粒狀聚合物。
[0034] 至少部分取決于進(jìn)行息浮和/或乳液聚合時(shí)的溫度，可在范圍為約30砂到數(shù)小時(shí) 的時(shí)間內(nèi)聚合和/或固化單體組分。例如，可在范圍為從低至約I分鐘，約2分鐘，約3分 鐘，約4分鐘，約5分鐘，約10分鐘，約15分鐘，或約20分鐘到高至約40分鐘，約1小時(shí)， 約1. 5小時(shí)，約2小時(shí)，約3小時(shí)，約4小時(shí)，約5小時(shí)，約10小時(shí)，約15小時(shí)，約20小時(shí)， 或約24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)聚合和/或固化單體混合物。
[00巧]可在寬的抑值范圍內(nèi)進(jìn)行息浮/乳液工藝。例如，可在范圍為從低至約1，約2,或 約3到高至約7,約8,約9,約10,約11，或約12的抑下，進(jìn)行息浮/乳液工藝。在一個(gè)或 更多個(gè)實(shí)施方案中，可在酸性條件下進(jìn)行息浮/乳液工藝。例如反應(yīng)物混合物或至少單體 組分的抑可W是小于7,小于6. 5,小于6,小于5. 5,小于5,小于4. 5,或小于4。在另一實(shí) 例中，反應(yīng)物混合物或至少單體組分的抑范圍可W是約1-約6. 5,約1. 5-約5. 5,約2-約 5,約1. 5-約4. 5,約1-約4,約2-約4,約1-約3. 5,或約2-約4. 5。
[0036] 可使用載體流體的特定組成和/或分子量至少部分作為控制，調(diào)節(jié)，改性或在其 他情況下影響凝膠形式的聚合物顆粒的尺寸和/或形貌的一個(gè)變量。載體流體在25C的 溫度下的粘度可W是從低至約1. OcP,約3cP，約5cP，約7cP，約IOcP,約15cP，約25cP，約 40cP，或約 60cP 到高至約 lOOcP，約 125cP，約 150cP，約 175cP，約 200cP，約 225cP，約 250cP， 約275cP，約300cP，約400cP，或約500cP。例如，載體流體在25°C的溫度下的粘度可W是約 2. 5cP-約 200cP，約 5cp-約 lOOcP，約 IOcP-約 90cP，約 20cP-約 80cP，約 30cP-約 llOcP， 約40cP-約140cP，或約2cP-約60cP。在另一實(shí)例中，載體流體在80°C下的粘度可W是小 于IcP-約lOOcP。例如，載體流體在8(TC下的粘度可W是從低至約IcP,約2. 5cP，約5cP， 約lOcP，約20cP，或約30cP到高至約40cP，約50cP，約60cP，約70cP，約80cP，約90cP，或約 lOOcP。在另一實(shí)施方案中，連續(xù)相在8(TC下的粘度可W是約IcP-約75cP或約2. 5cp-約 50cP。在其他實(shí)施方案中，連續(xù)相在8(TC下的粘度可W是約5cP，約IOcP,約20cP或約 30cP。在另一實(shí)例中，可在單體混合物的聚合過(guò)程中，調(diào)節(jié)，改變，改性或在其他情況下變化 載體流體的粘度。例如，可在形成凝膠形式的聚合物顆粒的過(guò)程中使用具有較高粘度，例如 在25C下約IOOcP-約250cP的載體流體，和可在將聚合物顆粒與載體流體相分離的過(guò)程 中，使用具有較低粘度，例如在25°C下約IcP-約IOOcP的載體流體。在另一實(shí)例中，可在形 成凝膠形式的聚合物顆粒的過(guò)程中使用較低粘度，和可在將聚合物顆粒與載體流體相分離 的過(guò)程中，使用較高粘度。在再一實(shí)例中，在形成凝膠形式的聚合物顆粒和將凝膠形式的聚 合物顆粒與載體流體相分離的過(guò)程中，載體流體的粘度可保持恒定或者基本上恒定，例如 在起始粘度的約10% W內(nèi)。
[0037] 載體流體，如果是姪（例如，石蠟油）的姪鏈長(zhǎng)度可W發(fā)生變化。姪鏈長(zhǎng)度可W影 響（influence)或者在其他情況下影響（affect)凝膠形式的聚合物顆粒和/或由其制備 的碳材料的一種或更多種性能，例如粒度。載體流體的姪鏈長(zhǎng)度可W是從低至約10個(gè)碳， 約15個(gè)碳，約20個(gè)碳，約25個(gè)碳，或約30個(gè)碳到高至約50個(gè)碳，約60個(gè)碳，約70個(gè)碳， 約80個(gè)碳，約90個(gè)碳，或約100個(gè)碳。例如，載體流體的姪鏈長(zhǎng)度可W是約15個(gè)碳-約 40個(gè)碳，約10個(gè)碳-約20個(gè)碳，約10個(gè)碳-約35個(gè)碳，約15個(gè)碳-約50個(gè)碳，約20個(gè) 碳-約40個(gè)碳，約20個(gè)碳-約60個(gè)碳，約25個(gè)碳-約35個(gè)碳，約25個(gè)碳-約40個(gè)碳， 約25個(gè)碳-約45個(gè)碳，約30個(gè)碳-約40個(gè)碳，約30個(gè)碳-約45個(gè)碳，或約30個(gè)碳-約 50個(gè)碳。在某些實(shí)施方案中，姪鏈長(zhǎng)度可W是約20個(gè)碳，約25個(gè)碳，約30個(gè)碳，約35個(gè)碳 或約40個(gè)碳。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，大于或等于約50 %的載體流體的姪鏈長(zhǎng)度可W 是從低至約10個(gè)碳，約15個(gè)碳，約20個(gè)碳，約25個(gè)碳，或約30個(gè)碳到高至約50個(gè)碳，約 60個(gè)碳，約70個(gè)碳，約80個(gè)碳，約90個(gè)碳，或約100個(gè)碳。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，大 于或等于約60%的載體流體的姪鏈長(zhǎng)度可W是從低至約10個(gè)碳，約15個(gè)碳，約20個(gè)碳，約 25個(gè)碳，或約30個(gè)碳到高至約50個(gè)碳，約60個(gè)碳，約70個(gè)碳，約80個(gè)碳，約90個(gè)碳，或約 100個(gè)碳。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，大于或等于約70 %的載體流體的姪鏈長(zhǎng)度可W是 從低至約10個(gè)碳，約15個(gè)碳，約20個(gè)碳，約25個(gè)碳，或約30個(gè)碳到高至約50個(gè)碳，約60 個(gè)碳，約70個(gè)碳，約80個(gè)碳，約90個(gè)碳，或約100個(gè)碳。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，大于 或等于約80 %的載體流體的姪鏈長(zhǎng)度可W是從低至約10個(gè)碳，約15個(gè)碳，約20個(gè)碳，約 25個(gè)碳，或約30個(gè)碳到高至約50個(gè)碳，約60個(gè)碳，約70個(gè)碳，約80個(gè)碳，約90個(gè)碳，或 約100個(gè)碳。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，大于或等于約90%的載體流體的姪鏈長(zhǎng)度可W 是從低至約10個(gè)碳，約15個(gè)碳，約20個(gè)碳，約25個(gè)碳，或約30個(gè)碳到高至約50個(gè)碳，約 60個(gè)碳，約70個(gè)碳，約80個(gè)碳，約90個(gè)碳，或約100個(gè)碳。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，約 100%的載體流體的姪鏈長(zhǎng)度可W是從低至約10個(gè)碳，約15個(gè)碳，約20個(gè)碳，約25個(gè)碳， 或約30個(gè)碳到高至約50個(gè)碳，約60個(gè)碳，約70個(gè)碳，約80個(gè)碳，約90個(gè)碳，或約100個(gè) 碳。
[0038] 也可使用特定的混合器和/或反應(yīng)器設(shè)計(jì)或構(gòu)造至少部分作為可控制或調(diào)節(jié)W 影響凝膠形式的聚合物顆粒的尺寸和/或形貌的一個(gè)變量。例如，息浮和/或乳液聚合可 在其內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)器可W是或者包括"內(nèi)螺絲"管或?qū)Ч?，它可被改編或?gòu)造，W增加，減少 和/或維持流經(jīng)并越過(guò)該管子或?qū)Ч艿慕孛娴南⒏∫汉?或乳液的速度。該混合器和/或 反應(yīng)器可包括Z字形管或?qū)Ч?，它可被改編或?gòu)造，W增加，減少和/或維持流經(jīng)和/或越 過(guò)該管子或?qū)Ч艿慕孛娴南⒏∫汉?或乳液的速度。
[0039] 可使用任何一種或更多種方法，控制，調(diào)節(jié)或在其他情況下維持在息浮和/或乳 液聚合過(guò)程中息浮液和/或乳液的溫度。例如，可使用加熱和/或冷卻線圈，換熱器，元件 和類似物來(lái)控制息浮液和/或乳液的溫度。在另一實(shí)例中，蒸汽，例如過(guò)熱蒸汽，或者其他 加熱的流體可被注入，導(dǎo)引或在其他情況下用于加熱息浮液和/或乳液。在另一實(shí)例中，超 聲工藝熱可朝該息浮液和/或乳液中導(dǎo)引，W聚合在其內(nèi)的單體組分。在再一實(shí)例中，可對(duì) 該息浮液和/或乳液進(jìn)行烙體紡絲工藝，生產(chǎn)凝膠形式的聚合物顆粒。在再一實(shí)例中，可對(duì) 該息浮液和/或乳液進(jìn)行擠出工藝，例如類似于纖維生產(chǎn)的擠出工藝，W生產(chǎn)凝膠形式的 聚合物顆粒。在再一實(shí)例中，可對(duì)該息浮液和/或乳液進(jìn)行錠劑化（Pastillation)工藝， 生產(chǎn)凝膠形式的聚合物顆粒。在再一實(shí)例中，可對(duì)該息浮液和/或乳液進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓，烘箱，粉 碎"DOG"工藝，且采用注模替代轉(zhuǎn)鼓，W增加傳熱速率。在另一實(shí)例中，在聚合過(guò)程中，可在 小冰塊類生產(chǎn)工藝進(jìn)行息浮和/或乳液聚合，其中可使用多個(gè)小的容器或器皿，容納息浮 液和/或乳液。在另一實(shí)例中，可在棉花糖狀（marshmallow-1化e)生產(chǎn)工藝中進(jìn)行息浮和 /或乳液聚合。
[0040] 在單體組分的聚合過(guò)程中，一種或更多種流體，例如，液體和/或氣體可被注入到 息浮液和/或乳液中。例如，在聚合過(guò)程中，二氧化碳可被導(dǎo)引或者在其他情況下引入到息 浮液和/或乳液中，W導(dǎo)引，控制或在其他情況下調(diào)節(jié)凝膠形式的聚合物顆粒的結(jié)構(gòu)的進(jìn) 展。在預(yù)聚物的形成之中和/或在其形成之后，一種或更多種流體也可導(dǎo)引或者在其他情 況下引入到預(yù)聚物中。
[0041] 在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆粒不含或者可含有很少的金屬 離子，例如軸，鐵，裡，磯，鉛，神，測(cè)，鐘或其任何組合。諸如金屬原子和/或金屬離子之類的 雜質(zhì)可借助數(shù)種可能的來(lái)源中的任何一種或更多種，引入到凝膠形式的聚合物顆粒中，所 述來(lái)源可包括，但不限于，從混合器和/或反應(yīng)器中浸提到單體組分內(nèi)和/或在制造凝膠形 式的聚合物顆粒之中和/或之后的特定類型的催化劑。因此，可選擇制造混合器所使用的 材料，混合器的內(nèi)表面或壁的襯，和/或其組件，例如攬拌器的葉片，反應(yīng)器和類似物，W便 降低污染的潛力或可能性。例如，取決于特定的金屬，該金屬可浸提，或者在其他情況下，在 其息浮和/或乳液聚合過(guò)程中，可引入到凝膠形式的聚合物顆粒內(nèi)部的松散的金屬離子。 [00化| 凝膠形式的聚合物顆?？删哂行∮贗wt%，小于0. 9wt%，小于0. 8wt%，小于 0. 7wt %，小于 0. 6wt %，小于 0. 5wt %，小于 0. 4wt %，小于 0. 3wt %，小于 0. 2wt %，小于 0. 15wt %，小于 0. Iwt %，小于 0. 7wt %，小于 0. Swt %，小于 0. 3wt %，小于 0. Iwt %，小于 0. 09wt%，小于 0. 07wt%，小于 0. 05wt%，小于 0. 03wt%，小于 0. Olwt%，小于 0. 009wt%， 小于 0. 007wt %，小于 0. 005wt %，小于 0. 003wt %，小于 0. OOlwt %，小于 0. 0007wt %，或小 于0. OOOSwt %的一種或更多種金屬原子，一種或更多種金屬離子，或者一種或更多種金屬 原子和一種或更多種金屬離子的組合的濃度，基于凝膠形式的聚合物顆粒的總重量。類似 地，氣凝膠，干凝膠，和/或凍凝膠顆粒可具有小于Iwt %，小于0. 9wt %，小于0. 8wt %，小 于 0. 7wt%，小于 0. 6wt%，小于 0. 5wt%，小于 0. 4wt%，小于 0. 3wt%，小于 0. 2wt%，小于 0. 15wt %，小于 0. Iwt %，小于 0. 7wt %，小于 0. Swt %，小于 0. 3wt %，小于 0. Iwt %，小于 0. 09wt%，小于 0. 07wt%，小于 0. 05wt%，小于 0. 03wt%，小于 0. Olwt%，小于 0. 009wt%， 小于 0. 007wt %，小于 0. 005wt %，小于 0. 003wt %，小于 0. 00 Iwt %，小于 0. 0007wt %，或 小于0. OOOSwt %的一種或更多種金屬原子，一種或更多種金屬離子，或者一種或更多種金 屬原子和一種或更多種金屬離子的組合的濃度，基于氣凝膠，干凝膠，或凍凝膠顆粒的總重 量。通過(guò)質(zhì)子誘導(dǎo)的X-射線發(fā)射或"PIXE"來(lái)測(cè)量或測(cè)定在凝膠形式的顆粒，氣凝膠顆粒， 干凝膠顆粒，和/或凍凝膠顆粒內(nèi)存在的任何金屬原子和/或金屬離子的濃度。金屬原子 和/或金屬離子可W是或者包括原子序數(shù)為11-92的兀素。金屬原子和/或金屬離子可W 是或者包括原子序數(shù)為3-5和11-92的元素。
[0043] 單獨(dú)的PIXE雜質(zhì)W許多不同的方式可有助于所公開的碳材料的總體電化學(xué) 性能。因此，在一些實(shí)施方案中，在碳材料內(nèi)存在的軸的水平可W是小于lOOOppm，小于 SOOppm,小于l(K)ppm，小于50ppm，小于lOppm，或小于Ippm。如上所述，在一些實(shí)施方案中， 其他雜質(zhì)，例如氨，氧和/或氮可W W范圍為小于10 %到小于0. 01 %的水平存在。
[0044] 在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆?？珊行∮?，O(K)PPm,小于 TOOppm,小于 SOOppm,小于 SOOppm,小于 IOOppm,小于 75ppm,小于 SOppm,小于 25ppm,小于 lOppm，小于5ppm，或小于Ippm任何一種或更多種原子序數(shù)為3-5和/或11 - 92的金屬原 子（或金屬離子）。例如，在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆?？珊行∮?1, OOOppm,小于 TOOppm,小于 SOOppm,小于 SOOppm,小于 IOOppm,小于 75ppm,小于 SOppm,小 于25ppm，小于lOppm，小于5ppm，或小于Ippm軸。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式 的聚合物顆?？珊行∮?, 00化pm,小于70化pm,小于50化pm,小于30化pm,小于10化pm, 小于75ppm,小于50ppm,小于25ppm,小于lOppm,小于5ppm,或小于Ippm鎮(zhèn)D在一個(gè)或更 多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆?？珊行∮?，O(K)卵m，小于7(K)卵m，小于5(K)卵m， 小于SOOppm,小于lOOppm,小于75ppm,小于50ppm,小于25ppm,小于lOppm,小于5ppm,或 小于Ippm娃。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆?？珊行∮?，O(K)PPm, 小于 TOOppm,小于 SOOppm,小于 SOOppm,小于 IOOppm,小于 75ppm,小于 SOppm,小于 25ppm, 小于lOppm，小于5ppm，或小于Ippm硫。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆 ?？珊行∮?, 00化pm,小于70化pm,小于50化pm,小于30化pm,小于10化pm,小于75ppm, 小于50ppm，小于25ppm，小于lOppm，小于5卵m，或小于Ippm巧。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案 中，凝膠形式的聚合物顆?？珊行∮?，O(K)卵m，小于7(K)卵m，小于5(K)卵m，小于3(K)卵m， 小于lOOppm,小于75ppm,小于50ppm,小于25ppm,小于lOppm,小于5ppm,或小于Ippm鐵D 在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆?？珊行∮?，O(K)PPm,小于7(K)ppm， 小于SOOppm,小于SOOppm,小于lOOppm,小于75ppm,小于50ppm,小于25ppm,小于lOppm,小 于5ppm，或小于Ippm媒。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆?？珊行∮?1, OOOppm,小于 TOOppm,小于 SOOppm,小于 SOOppm,小于 lOOppm,小于 75ppm,小于 SOppm,小 于25ppm，小于lOppm，小于5ppm，或小于Ippm銅。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的 聚合物顆?？珊行∮?, 00化pm,小于70化pm,小于50化pm,小于30化pm,小于10化pm,小 于75ppm,小于SOppm,小于25ppm,小于IOppm,小于5ppm,或小于Ippm鉛D在一個(gè)或更多 個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆?？珊行∮?，00化pm,小于70化pm,小于50化pm,小 于SOOppm,小于lOOppm,小于75ppm,小于SOppm,小于25ppm,小于IOppm,小于5ppm,或小 于Ippm鋒。在一些實(shí)施方案中，其他雜質(zhì)，例如氨，氧和/或氮的存在水平范圍可W是小于 10%，小于9%，小于8%，小于7%，小于6%，小于5%，小于4%，小于3%，小于2%，小于 1 %，小于0. 5%，小于0. 1 %，小于0. 05%，或小于0. Ol %。
[0045] 在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆?？珊行∮贗(K)PPm軸，小于 300ppm娃，小于50ppm硫，小于IOOppm巧，小于20ppm鐵，小于IOppm媒，小于40ppm銅，小 于5ppm鉛和小于5ppm鋒。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆?？珊行?于50ppm軸，小于IOOppm娃，小于30ppm硫，小于50ppm巧，小于IOppm鐵，小于5ppm媒，小 于20ppm銅，小于化pm鉛和小于化pm鋒。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物 顆?？珊行∮?0ppm軸，小于50ppm娃，小于30ppm硫，小于IOppm巧，小于化pm鐵，小 于Ippm媒，小于Ippm銅，小于Ippm鉛和小于Ippm鋒。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠 形式的聚合物顆?？珊行∮?0化pm軸，小于50ppm鎮(zhèn)，小于50ppm鉛，小于IOppm硫，小 于IOppm氯，小于IOppm鐘，小于Ippm鉛和小于Ippm猛。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝 膠形式的顆?？珊行∮赟Oppm軸，小于15ppm鎮(zhèn)，小于IOppm鉛，小于Sppm娃，小于4卵m 磯，小于化pm硫，小于化pm氯，小于化pm鐘，小于：3ppm巧，小于化pm筑，小于Ippm鐵，小 于Ippm饑，小于0. 5ppm鉛，小于0. 5ppm猛，小于0. 5ppm鐵，小于0. 25ppm鉆，小于0. 25ppm 媒，小于0. 25ppm銅，小于0. 5ppm鋒，小于0. 5ppm嫁，小于0. 5ppm錯(cuò)，小于0. 5ppm神，小 于0. 5ppm砸，小于Ippm漠，小于Ippm頌，小于1. 5ppm餓，小于化pm紀(jì)，小于：3ppm鉛，小于 2ppm魄，小于4ppm鋼，小于4ppm得，小于Tppm頌，小于6ppm錯(cuò)，小于6ppm把，小于9ppm 銀，小于6ppm領(lǐng)，小于6ppm鋼，小于5ppm錫，小于6ppm鍵，小于6ppm蹄，小于5ppm楓，小 于4ppm飽，小于4ppm的頓，小于化pm銅，小于化pm鋪，小于化pm錯(cuò)，小于化pm欽，小于 1. Sppm領(lǐng)，小于Ippm衫，小于Ippm鉛，小于Ippm亂，小于Ippm鋪，小于Ippm銅，小于Ippm 鐵，小于Ippm巧，小于Ippm鎊，小于Ippm鏡，小于Ippm錯(cuò)，小于Ippm給，小于Ippm粗，小于 Ippm鶴，小于I. 5ppm練，小于Ippm餓，小于Ippm鑲，小于Ippm笛，小于Ippm銀，小于Ippm 隸，小于Ippm佗，小于Ippm鉛，小于1. 5ppm餓，小于化pm社、和/或小于4ppm鋪，該通過(guò)質(zhì) 子誘導(dǎo)的X-射線發(fā)射來(lái)測(cè)量。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆?？珊?小于300ppm娃，小于50ppm硫，小于IOOppm巧，小于20ppm鐵，小于IOppm媒，小于140ppm 銅，小于5ppm鉛和小于5ppm鋒，該通過(guò)質(zhì)子誘導(dǎo)的X-射線發(fā)射來(lái)測(cè)量。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí) 施方案中，凝膠形式的聚合物顆?？珊行∮赟Oppm軸，小于30ppm硫，小于10化pm娃，小 于5化pm巧，小于IOppm鐵，小于5ppm媒，小于2化pm銅，小于化pm鉛和小于化pm鋒。在 一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆?？珊行∮?0ppm軸，小于50ppm娃，小 于30ppm硫，小于1化pm巧，小于化pm鐵，小于Ippm媒，小于Ippm銅，小于Ippm鉛和小于 Ippm鋒。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，凝膠形式的聚合物顆?？珊行∮贗(K)PPm軸，小于 50ppm鎮(zhèn)，小于50ppm鉛，小于IOppm硫，小于IOppm氯，小于IOppm鐘，小于Ippm鉛和小于 Ippm猛。在金屬原子和/或金屬離子雜質(zhì)的上下文中，可由凝膠形式的聚合物顆粒產(chǎn)生的 氣凝膠，干凝膠，和/或凍凝膠顆粒也可具有與凝膠形式的聚合物顆粒中的那些相當(dāng)?shù)慕?屬原子和/或金屬離子濃度。
[0046] 減少和/或消除凝膠形式的聚合物顆粒和/或氣凝膠，干凝膠，或凍凝膠顆粒內(nèi)金 屬或金屬離子污染的一種方式可W是由非反應(yīng)性或非常低反應(yīng)性的材料，具有降低或較少 的傾向浸提或?yàn)V出（give up)金屬原子或離子到反應(yīng)物混合物內(nèi)的材料（與已知浸提金屬 原子到反應(yīng)物混合物內(nèi)的材料相比）構(gòu)造混合器和/或反應(yīng)器。一些潛在材料可包括，但不 限于，金屬，玻璃，例如，玻璃襯里的容器，纖維增強(qiáng)的容器，例如，F(xiàn)RP(FRB，F(xiàn)RVE，F(xiàn)RSVE.)和 二元層壓體值Ual laminate)，如 PP/FRP，PVC/FRP，CPVC/FRP，PVDF/FRP，ECT陽(yáng)/FRP，EWE/ FRP，F(xiàn)EP/FRP和PFA/FRP，聚合物反應(yīng)器，例如，特氣龍，聚己帰（P巧，聚丙帰（P巧，氯化聚 (氯己帰）（CPVC)，所述潛在材料可適合于制造生產(chǎn)凝膠形式的聚合物顆粒所使用的混合 器和/或反應(yīng)器，所述混合器和/或反應(yīng)器也可輔助降低金屬離子浸提或在其他情況下從 混合器和/或反應(yīng)器中轉(zhuǎn)移到凝膠形式的聚合物顆粒內(nèi)。示意性的金屬可包括，但不限于， 鉆，鉛，鶴，碳，娃，鐵，猛，鋼，饑，媒，測(cè)，磯，硫，鐵，鉛，銅，鶴，其合金，或其任何組合。例如， 反應(yīng)器的一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)表面可由鋼，例如不鎊鋼，碳鋼，工具鋼（tool steel),合金鋼或 其任何組合制成。示意性的鋼可包括，但不限于A387Grade 11低鉛鋼，304不鎊鋼，316不 鎊鋼，和347不鎊鋼。
[0047] 在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，可處理混合器和/或反應(yīng)器和/或其組件的表面，W 降低金屬離子（或其他雜質(zhì)）浸提或者在其他情況下從表面轉(zhuǎn)移到凝膠形式的聚合物顆粒 內(nèi)的可能性?？蓪?duì)金屬內(nèi)表面進(jìn)行純化工藝，降低凝膠形式的聚合物顆粒被金屬離子污染 的可能性。例如，接觸息浮液和/或乳液的混合器和/或反應(yīng)器的金屬表面可進(jìn)行一種或 更多種處理工藝，例如碳化，測(cè)化和/或氮化。在另一實(shí)例中，混合器和/或反應(yīng)器的內(nèi)表 面可進(jìn)行浸酸工藝。浸酸工藝可包括處理金屬或其他表面，W除去一種或更多種雜質(zhì)，例如 一種或更多種狀態(tài)（states),無(wú)機(jī)污染物，來(lái)自鐵，銅和/或鉛金屬或合金的粉塵或垢。可 用例如含有一種或更多種酸的溶液或"酸浸液"處理該表面。一種或更多種酸可W是或者 包括，但不限于，鹽酸，硫酸，硝酸，或其任何組合或其混合物。
[0048] 在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，可在碳源存在下加熱混合器和/或反應(yīng)器或其內(nèi)表 面到比內(nèi)表面的烙點(diǎn)低的溫度，但足夠高到引起碳在外層或內(nèi)表面的表面，即暴露于反應(yīng) 物混合物下的層或表面內(nèi)沉積。碳的任何合適形式可用作碳源，例如含碳的氣體，液體，固 體和/或等離子體。示意性的氣體可包括，但不限于，二氧化碳，甲焼，己焼，丙焼或類似物。 在另一實(shí)例中，可在測(cè)源存在下加熱混合器和/或反應(yīng)器和/或其內(nèi)表面到足夠的溫度，但 低于內(nèi)表面的烙點(diǎn)，但足夠高到引起測(cè)擴(kuò)散到表面內(nèi)并與該材料形成測(cè)化物。在又一實(shí)例 中，可在氮源存在下加熱混合器和/或反應(yīng)器和/或其內(nèi)表面到足夠的溫度，但低于內(nèi)表面 的烙點(diǎn)，從而引起氮擴(kuò)散到該表面內(nèi)并與該材料形成氮化物?？墒褂萌魏魏线m的工藝，氮化 混合器和/或反應(yīng)器和/或它的其他組件的內(nèi)表面。例如，可使用氣體滲氮，液體或鹽浴滲 氮，和離子或等離子體滲氮。在另一實(shí)例中，混合器和/或反應(yīng)器和/或其內(nèi)表面可經(jīng)歷滲 碳和滲氮二者（"碳氮共滲"），其中碳和氮二者擴(kuò)散到其內(nèi)表面內(nèi)。對(duì)混合器和/或反應(yīng) 器和/或其他組件和/或它的內(nèi)表面進(jìn)行滲碳，滲測(cè)和/或滲氮可減少或消除來(lái)自混合器 和/或反應(yīng)器和/或它的其他組件的金屬離子或其他污染物可浸提或在其他情況下從中轉(zhuǎn) 移到單體組分，息浮液和/或乳液和/或凝膠形式的聚合物顆粒中的可能性。
[0049] 可將息浮液和/或乳液中的任何兩種或更多種組分，即載體流體，單體組分，和/ 或預(yù)聚物借助物流或傾倒添加，導(dǎo)引或在其他情況下引入到混合器中?？山柚鷩婌F或者薄 霧（mist),彼此結(jié)合息浮液和/或乳液中的任何兩種或更多種組分?？山柚鋭?dòng)粟彼此結(jié) 合息浮液和/或乳液中的任何兩種或更多種組分?？山柚砻嫦绿砑?，彼此結(jié)合息浮液和 /或乳液中的任何兩種或更多種組分。例如，可將載體流體加入到混合器中，并將單體組分 通過(guò)置于載體流體表面下方，載體流體表面上方或其組合中的一個(gè)或更多個(gè)端口，噴嘴，分 配格柵，或類似物，導(dǎo)引，添加，結(jié)合或在其他情況下引入到混合物內(nèi)的載體流體中。
[0050] 催化劑的存在可加速單體組分和/或預(yù)聚物的聚合。也可加熱息浮液和/或乳 液，W加速單體組分和/或預(yù)聚物的聚合。例如，可加熱該息浮液和/或乳液到范圍從低至 約 20°C，約 30°C，約 40°C，或約 50°C到高至約 70°C，約 80°C，約 90°C，約 IOCTC，約 110°C， 約 120°，約 13(TC，約 14(TC，約 15(TC，約 175°C，約 20(TC，約 225°C，約 25(TC或更大的高 溫。例如，息浮液和/或乳液的溫度可維持在例如約8(TC -約99C下，直到該息浮液和/ 或乳液聚合，即在酷類化合物和交聯(lián)化合物之間的聚合達(dá)到所需的聚合程度或水平。在另 一實(shí)例中，息浮液和/或乳液的溫度可維持在大于或等于約8(TC，大于或等于約83C，大于 或等于約85C，大于或等于約87C，大于或等于約9(TC，大于或等于約93C，大于或等于約 95C，大于或等于約97C，大于或等于約98C，大于或等于約99C，大于或等于約IOOC，大 于或等于約103C，大于或等于約105C，大于或等于約107C，大于或等于約IlOC或大于 或等于約112C或大于或等于約115C的溫度下，直到該息浮和/或乳液聚合達(dá)到所需的聚 合和/或固化程度或水平。如上所述，可在酸性和/或堿性條件下進(jìn)行息浮和/或乳液法。 可進(jìn)行息浮和/或乳液聚合，直到聚合物顆粒維持它們的完整度，W便它們沒有或基本上 沒有彼此"粘著"或"膠合"在一起。可通過(guò)降低息浮液和/或乳液和/或凝膠形式的聚合 物顆粒的溫度，來(lái)減慢或終止聚合?？蓛?chǔ)存冷卻的息浮液和/或乳液和/或凝膠形式的聚 合物顆粒W供進(jìn)一步加工。
[0051] 一種或更多種酷類化合物可W是或者包括取代的酷類化合物，未取代的酷類化合 物，或取代和/或未取代的酷類化合物的任何組合。例如，酷類化合物可W是或者包括，但 不限于，苯酷，間苯二酷，即1,3-二輕基苯，或其組合。在另一實(shí)例中，酷類化合物也可W是 或者包括間苯二酷或任何間苯二酷衍生物可由其衍生的任何化合物或化合物的組合。在另 一實(shí)例中，若存在的話，酷類化合物可W是多輕基苯，二輕基苯，H輕基苯，或其任何組合。 在另一實(shí)例中，酷類化合物可W是苯酷。
[0052] 在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中，合適的酷類化合物可用式I表示：
[0053]

【權(quán)利要求】
1. 借助乳液或懸浮法制備凝膠形式的聚合物顆粒的方法，該方法包括： 制備反應(yīng)物混合物，所述反應(yīng)物混合物包括載體流體和含一種或更多種酚類化合物和 任選地一種或更多種交聯(lián)化合物的單體組分，梅拉德反應(yīng)物的混合物，或其組合，其中： 單體組分聚合形成凝膠形式的聚合物顆粒， 該反應(yīng)物混合物位于具有一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)表面的反應(yīng)器內(nèi)，所述內(nèi)表面在單體組分的 聚合過(guò)程中與反應(yīng)物混合物接觸，和 一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)表面限制金屬、金屬離子或其組合釋放到反應(yīng)物混合物內(nèi)，產(chǎn)生含有 小于lwt%金屬原子、金屬離子或其組合的凝膠形式的聚合物顆粒，基于凝膠形式的聚合物 顆粒的總重量。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中該反應(yīng)物混合物進(jìn)一步包括一種或更多種催化劑；和其中 一種或更多種催化劑基本上不含任何金屬或金屬離子。
3. 權(quán)利要求1的方法，其中在單體組分的聚合過(guò)程中與反應(yīng)物混合物接觸的一個(gè)或更 多個(gè)內(nèi)表面的至少一部分經(jīng)歷了鈍化工藝和浸酸工藝中的至少一種。
4. 權(quán)利要求1的方法，其中一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)表面包括鈷，鉻，鎢，碳，硅，鐵，錳，鑰，釩， 鎳，硼，磷，硫，鈦，錯(cuò)，銅，鶴，其合金，或其任何組合。
5. 權(quán)利要求1的方法，其中一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)表面包括一種或更多種不銹鋼，一種或更 多種碳鋼，一種或更多種工具鋼，一種或更多種合金鋼或其任何組合。
6. 權(quán)利要求1的方法，其中與反應(yīng)物混合物接觸的一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)表面包括金屬，其 中在單體組分的聚合過(guò)程中與反應(yīng)物混合物接觸的一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)表面的至少一部分經(jīng) 歷了鈍化工藝，產(chǎn)生鈍化的金屬表面，和其中通過(guò)滲碳工藝，滲硼工藝，滲氮工藝或其任何 組合，形成鈍化的金屬表面。
7. 權(quán)利要求1的方法，其中一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)表面包括玻璃。
8. 權(quán)利要求1的方法，其中一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)表面包括一種或更多種纖維增強(qiáng)的材料。
9. 權(quán)利要求1-8任何一項(xiàng)的方法，其中凝膠形式的聚合物顆粒含有小于0. lwt%金屬 原子、金屬離子或其組合，基于凝膠形式的聚合物顆粒的總重量。
10. 權(quán)利要求1-8任何一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括干燥凝膠形式的聚合物顆粒，生產(chǎn)干燥 的聚合物顆粒，其中干燥的聚合物顆粒含有小于lwt%金屬原子、金屬離子或其組合。
11. 權(quán)利要求1-8任何一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括干燥凝膠形式的聚合物顆粒，生產(chǎn)干燥 的聚合物顆粒，其中干燥的聚合物顆粒含有小于〇. lwt%金屬原子、金屬離子或其組合。
12. 借助乳液或懸浮法制備凝膠形式的聚合物顆粒的方法，該方法包括： 制備反應(yīng)物混合物，所述反應(yīng)物混合物包括載體流體和含一種或更多種酚類化合物和 任選地一種或更多種交聯(lián)化合物的單體組分，梅拉德反應(yīng)物的混合物，或其組合， 導(dǎo)引該反應(yīng)物混合物到含一個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)環(huán)管的反應(yīng)器中； 在該反應(yīng)器內(nèi)聚合單體組分，形成凝膠形式的聚合物顆粒；和 從反應(yīng)器中回收凝膠形式的聚合物顆粒。
13. 權(quán)利要求12的方法，其中該反應(yīng)器包括至少兩個(gè)反應(yīng)環(huán)管。
14. 權(quán)利要求12的方法，其中該反應(yīng)器包括至少三個(gè)反應(yīng)環(huán)管。
15. 權(quán)利要求12-14任何一項(xiàng)的方法，其中將反應(yīng)混合物連續(xù)引入到反應(yīng)器中，和從反 應(yīng)器中連續(xù)回收凝膠形式的聚合物顆粒。
16. 權(quán)利要求12-14任何一項(xiàng)的方法，其中在反應(yīng)器內(nèi)，通過(guò)在相同的位置處，獨(dú)立地 引入載體流體和單體組分到反應(yīng)器中，制備反應(yīng)物混合物。
17. 權(quán)利要求12-14任何一項(xiàng)的方法，其中在反應(yīng)器內(nèi)，通過(guò)相對(duì)于彼此，在不同的位 置處，獨(dú)立地引入載體流體和單體組分到反應(yīng)器中，制備反應(yīng)物混合物。
18. 借助乳液或懸浮法制備凝膠形式的聚合物顆粒的方法，該方法包括： 制備反應(yīng)物混合物，所述反應(yīng)物混合物包括梅拉德反應(yīng)物的混合物和載體流體；和 聚合梅拉德反應(yīng)物的混合物，形成凝膠形式的聚合物顆粒。
19. 權(quán)利要求18的方法，其中梅拉德反應(yīng)物的混合物包括一種或更多種胺反應(yīng)物和一 種或更多種還原糖。
20. 權(quán)利要求18或19的方法，其中凝膠形式的顆粒的平均截面長(zhǎng)度大于或等于約 0· lmm〇
【文檔編號(hào)】C08F2/00GK104302691SQ201380014902
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月9日
【發(fā)明者】J·路德維克, X·董 申請(qǐng)人:佐治亞-太平洋化工品有限公司