專利名稱：高分子化合物的處理方法及其處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于使高分子化合物和藥劑保持在高溫高壓狀態(tài)而處理成熱塑性樹脂或者蠟的方法及其處理裝置。
背景技術(shù)：
近年來，廢棄物的再生、再利用成為重要的環(huán)境問題，關(guān)于高分子化合物，再生、再利用的趨勢也正在提高。在這樣的工作中，關(guān)于高分子化合物中的熱塑性樹脂，其通過加熱增加流動(dòng)性可以再次成形，因此正在進(jìn)行材料回收利用(作為材料的再利用)。
另一方面，關(guān)于熱固性樹脂或交聯(lián)聚合物等樹脂、彈性體等，在加熱的情況下，因?yàn)榉肿拥娜S網(wǎng)絡(luò)不發(fā)生崩潰，所以不發(fā)生流動(dòng)化，從而再生是困難的。因此，關(guān)于熱固性樹脂或交聯(lián)聚合物等，除了一部分可以進(jìn)行熱回收利用(作為燃料的再利用)以外，現(xiàn)狀是，多數(shù)場合下采用填埋等廢棄處理。
即使關(guān)于這樣的熱固性樹脂或交聯(lián)聚合物，要實(shí)施材料回收利用的工作也在加強(qiáng)，使之成為可能的技術(shù)也正在出現(xiàn)。
例如正在考慮如下方法，使熱固性樹脂的分子中的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)崩潰而形成熱塑性，從而再利用該熱塑性的方法，或者通過切斷聚合物的主鏈而低分子化來進(jìn)行蠟化，以此作為向樹脂的添加劑進(jìn)行再利用。
為了工業(yè)化地實(shí)行這樣的方法，連續(xù)地處理聚合物的工藝過程是必須的，在該工藝過程中適合使用擠出機(jī)。為了使熱固性樹脂或交聯(lián)聚合物的分子中的穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)崩潰而熱塑性化，熱量和壓力是必要的，如果使用擠出機(jī)，能夠容易地得到熱塑化所必要的條件。在蠟化的場合也是如此。另外，在進(jìn)行熱塑化的情況下，往往在添加熱固性樹脂或者交聯(lián)聚合物的同時(shí)添加熱塑性樹脂和藥劑，由于使用擠出機(jī)也能夠容易導(dǎo)入這樣的添加物。
作為現(xiàn)有技術(shù)，存在有使用擠出機(jī)將具有熱固性樹脂涂膜的熱塑性樹脂和作為涂膜分解劑的伯胺或者仲胺混合，再在溫度200～300℃、壓力10～100kg/cm2的條件下，形成熱塑性樹脂而進(jìn)行再生的方法(例如，參照特開平8-300352號公報(bào))。
另外，存在有向擠出機(jī)供給交聯(lián)聚乙烯和水，以水在擠出機(jī)內(nèi)成為超臨界或者亞臨界的條件即在溫度200～1000℃、壓力2～100MPa下擠出，形成熱塑性材料的方法(例如參照特開2001-253967號公報(bào))。
另外，存在有將交聯(lián)聚合物從擠出機(jī)向反應(yīng)器中擠出，用送液泵將高溫高壓流體(藥劑)供給反應(yīng)器，使兩者發(fā)生反應(yīng)而生成反應(yīng)物，將該反應(yīng)物導(dǎo)入分離機(jī)而分離成反應(yīng)物和高溫高壓流體，用擠出機(jī)將該反應(yīng)物排出到外部的方法(例如，參照特開2002-249618號公報(bào))。

發(fā)明內(nèi)容
特開平8-300352號公報(bào)記載的方法中，伯胺或者仲胺通過化學(xué)反應(yīng)形成使熱固性樹脂或者交聯(lián)聚合物發(fā)生熱塑化的藥劑而發(fā)揮作用；特開2001-253967號公報(bào)記載的方法中，水通過化學(xué)反應(yīng)形成使熱固性樹脂或者交聯(lián)聚合物發(fā)生熱塑化的藥劑而發(fā)揮作用。但是，這些方法存在的問題是，在擠出機(jī)內(nèi)不能充分地確保反應(yīng)藥劑和熱塑性樹脂的化學(xué)反應(yīng)所必要的時(shí)間。
另外，對于特開2002-249618號公報(bào)記載的方法，不能使反應(yīng)容器內(nèi)的高分子化合物和高溫高壓流體的反應(yīng)充分地進(jìn)行，在處理能力的提高上存在極限。
考慮以上的事實(shí)而實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的目的在于，提供能夠連續(xù)地處理、而且高收率的高分子化合物的處理方法及其處理裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明涉及的高分子化合物的處理方法為使高分子化合物和藥劑保持在高溫高壓狀態(tài)而進(jìn)行處理的方法，其特征在于，在擠出機(jī)內(nèi)部充分地混合、攪拌上述高分子化合物和上述藥劑，將擠出機(jī)內(nèi)部調(diào)節(jié)至高溫高壓狀態(tài)而使高分子化合物和藥劑發(fā)生反應(yīng)；將這些反應(yīng)物連續(xù)地供給到設(shè)置在擠出機(jī)后段的高壓容器內(nèi)部，將反應(yīng)物維持在高溫高壓狀態(tài)并保持一定時(shí)間；隨后，將反應(yīng)物連續(xù)地供給到藥劑分離槽中，分離成高分子處理物和藥劑；向成形裝置連續(xù)地供給已分離的高分子處理物，形成使用了高分子處理物的成形物。
另一方面，本發(fā)明涉及的高分子化合物的處理裝置為使高分子化合物和藥劑保持在高溫高壓狀態(tài)而進(jìn)行處理的裝置，其特征在于，由如下部分構(gòu)成混合、攪拌上述高分子化合物和藥劑的擠出機(jī)；與該擠出機(jī)一體地設(shè)置的高壓容器；連接在高壓容器的后段、并使高分子化合物和藥劑的反應(yīng)物分離成高分子處理物和藥劑的藥劑分離槽；與藥劑分離槽連接、并使已分離的高分子處理物成形的成形裝置；以及設(shè)置在高壓容器和藥劑分離槽之間的壓力調(diào)節(jié)裝置。
根據(jù)本發(fā)明，使用擠出機(jī)進(jìn)行高分子化合物和藥劑的混合、攪拌的同時(shí)，也能夠確保充分的反應(yīng)時(shí)間，并發(fā)揮能夠連續(xù)地、而且均質(zhì)地進(jìn)行高分子化合物的處理這樣的優(yōu)越效果。


圖1是表示本發(fā)明的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式涉及的高分子化合物的處理裝置的一例的系統(tǒng)圖。
圖2是表示本發(fā)明的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式涉及的高分子化合物的處理裝置的比較例的系統(tǒng)圖。
圖3是圖1的藥劑分離槽中的壓力控制裝置的概要圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)

本發(fā)明的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式。
本發(fā)明人進(jìn)行各種研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在使高分子化合物(例如交聯(lián)聚合物)和藥劑的混合物發(fā)生反應(yīng)(例如，交聯(lián)切斷反應(yīng))的情況下，需要將維持規(guī)定的溫度、壓力的狀態(tài)保持一定時(shí)間以上。為了用連續(xù)的處理裝置例如擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)該一定時(shí)間，僅以混合物在擠出機(jī)的筒體內(nèi)滯留的時(shí)間是不夠的。另一方面，為了充分地進(jìn)行反應(yīng)，擠出機(jī)內(nèi)的高分子化合物和藥劑的混合、攪拌是必要的。
本發(fā)明的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式涉及的高分子化合物的處理裝置具備混合、攪拌用于處理的高分子化合物和與該高分子化合物發(fā)生反應(yīng)的藥劑、在內(nèi)部使高分子化合物和藥劑發(fā)生反應(yīng)的擠出機(jī)；一體地設(shè)置在該擠出機(jī)的后段、并以將高分子化合物和藥劑的反應(yīng)物維持在可進(jìn)行反應(yīng)的溫度、壓力的狀態(tài)邊使其流通邊保持一定時(shí)間的流通式反應(yīng)管(高壓容器)；連接在高壓容器的后段、將反應(yīng)物(液態(tài)的高分子化合物和氣態(tài)的藥劑的混合物)分離成高分子處理物和藥劑的藥劑分離槽；與藥劑分離槽的后段連接、將已分離的高分子處理物成形為成形物的成形裝置；以及設(shè)置在流通式反應(yīng)管和藥劑分離槽之間、調(diào)節(jié)擠出機(jī)和流通式反應(yīng)管的內(nèi)壓的壓力調(diào)節(jié)裝置的裝置。
所謂在本實(shí)施方式中所說的高分子化合物包括交聯(lián)聚合物、塑料或彈性體等熱固性樹脂的合成高分子化合物，木質(zhì)素、纖維素、蛋白質(zhì)等天然高分子化合物，或者合成高分子化合物和天然高分子化合物的混合物。另外，也可以像粉碎機(jī)粉那樣以高分子化合物作為主成分、在該主成分中混合其他的材料。另外，向擠出機(jī)供給時(shí)的高分子化合物的形狀優(yōu)選是顆粒狀，通過粉碎高分子化合物而得到。
作為使高分子化合物和藥劑保持在高溫高壓狀態(tài)進(jìn)行處理的反應(yīng)，可舉出改性反應(yīng)、分解反應(yīng)、或者切斷交聯(lián)聚合物的交聯(lián)點(diǎn)或分子鏈的交聯(lián)切斷反應(yīng)。
作為藥劑，只要是和高分子化合物發(fā)生上述的反應(yīng)的藥劑，就沒有特別限制，例如可舉出醇類、或包含醇類的混合物等。
在圖1中表示作為本發(fā)明的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式涉及的處理裝置一例的交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)切斷處理裝置的系統(tǒng)圖。
如果更具體地說明本實(shí)施方式涉及的處理裝置，如圖1所示，擠出機(jī)1由以下部分構(gòu)成進(jìn)行交聯(lián)聚乙烯(高分子化合物)21和乙醇(藥劑)22的混煉的擠出機(jī)本體50；與擠出機(jī)本體50中的套筒51的上流部連接、向套筒51的內(nèi)部投入粉碎成顆粒狀的交聯(lián)聚乙烯21的加料斗13；以及與套筒51上的在流料方向比加料斗13更向下(圖1中右側(cè))的位置連接、向套筒51的內(nèi)部注入乙醇22的注入裝置。
擠出機(jī)本體50通過在套筒51的內(nèi)部設(shè)置用電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的螺桿52而構(gòu)成。另外，在套筒51的周圍設(shè)置加熱交聯(lián)聚乙烯21用的套筒加熱器(未圖示)。作為擠出機(jī)本體50，只要能夠充分地混煉交聯(lián)聚乙烯21和乙醇22，就沒有特別限制，例如，可舉出螺桿52沿同方向或者不同方向旋轉(zhuǎn)的雙軸擠出機(jī)、或單軸擠出機(jī)等，優(yōu)選可舉出高溫高壓的乙醇22不發(fā)生逆流、并可以充分地混煉交聯(lián)聚乙烯21和乙醇22的雙軸擠出機(jī)。
注入裝置具備貯藏乙醇21的藥劑貯槽18、連接藥劑貯槽18和套筒51的藥劑管路53、設(shè)置在藥劑管路53的途中的藥劑貯槽閥17及藥劑注入泵15、在藥劑管路53的下流部圍繞藥劑管路53而設(shè)置的藥劑加熱器14。
在擠出機(jī)本體50的后段，以和套筒51相同直徑(或者大致相同直徑)而一體地設(shè)置長尺寸的流通式反應(yīng)管30。另外，在流通式反應(yīng)管30的周圍設(shè)置有反應(yīng)管加熱器(未圖示)。流通式反應(yīng)管30的長度例如可以用由擠出機(jī)本體50的處理能力(處理流量)與使交聯(lián)聚乙烯21和乙醇22的反應(yīng)物(高分子處理物9和乙醇22的氣體的混合物)完全反應(yīng)所需要的時(shí)間的積所決定的體積(容積)除以管的截面積而求出。流通式反應(yīng)管30具有能耐反應(yīng)中所要求的溫度、壓力的結(jié)構(gòu)。
在流通式反應(yīng)管30的后段，通過管路54連接有藥劑分離槽8。在管路54上設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)裝置(流量調(diào)節(jié)閥)，例如從流料方向上流側(cè)順序地設(shè)置減壓閥11(釋放閥)和作為開有多個(gè)孔的電阻器的斷路器板31。
相對于交聯(lián)聚乙烯21和乙醇22的反應(yīng)物的每單位時(shí)間的流量(體積)，藥劑分離槽8是具有足夠大的容積的槽體。在該藥劑分離槽8的上方部連接上述的管路54。另外，在藥劑分離槽8的下方部，圍繞槽體而設(shè)置有藥劑分離槽加熱器(加熱裝置)10。進(jìn)而，在藥劑分離槽8的底部和上部還連接有排出管路55a、55b。通過該排出管路55a、55b，成形裝置和雜質(zhì)分離槽16分別連接在藥劑分離槽8上。在排出管路55b的途中設(shè)置有作為壓力控制裝置的槽壓控制閥12。代替作為加熱裝置的藥劑分離槽加熱器10，可以設(shè)置圍繞藥劑分離槽8的槽體的套管，在該套管中設(shè)置熱介質(zhì)循環(huán)裝置，并使熱介質(zhì)在套管中循環(huán)。另外，要是用絕熱材料構(gòu)成藥劑分離槽8的槽體自身，加熱裝置不一定是必要的。
成形裝置由以下部分構(gòu)成成形用擠出機(jī)2；將從設(shè)置在成形用擠出機(jī)2的前端的模具3擠出的擠出成形物(線狀的絲束)5冷卻、固化的冷卻器4；將已冷卻固化的絲束5切斷成規(guī)定的長度而形成顆粒(成形物)7的絲束切斷機(jī)6。作為成形用擠出機(jī)2，可以使用單軸或者雙軸的擠出機(jī)。這里，在成形用擠出機(jī)2中，為了從高分子處理物9完全去除乙醇22，可以在成形用擠出機(jī)2的途中設(shè)置排氣口。
在雜質(zhì)分離槽16上連接有管路56、57。通過管路56連接雜質(zhì)分離槽16和藥劑貯槽18。另外，在管路17上，由流料方向上流側(cè)設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)19和燃燒裝置20。
對于壓力控制裝置，如圖3所示，由以下部分構(gòu)成測定藥劑分離槽8的內(nèi)部壓力的壓力計(jì)40；以及檢測出來自壓力計(jì)40的測定值的變動(dòng)、且為了將藥劑分離槽8內(nèi)的壓力控制在一定而從管路55b排出乙醇22的氣體的壓力控制裝置41。作為壓力控制裝置41，可以使用電動(dòng)式或空氣制動(dòng)式等的閥或調(diào)節(jié)器、開有多個(gè)孔的斷路器板等電阻器、或者它們的組合。
接著，根據(jù)圖1說明使用本實(shí)施方式涉及的處理裝置的處理方法。
對于本發(fā)明的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式涉及的高分子化合物的處理方法，首先，從加料斗13投入作為高分子化合物的交聯(lián)聚乙烯21，并從藥劑管路53注入作為藥劑的乙醇22。此時(shí)，優(yōu)選通過藥劑注入泵15將乙醇22加壓至套筒51的內(nèi)部壓力以上。另外，優(yōu)選利用藥劑加熱器14，使乙醇22升溫至不低于用套筒加熱器升溫的交聯(lián)聚乙烯21的溫度的程度，更優(yōu)選升溫至反應(yīng)中所要求的溫度。乙醇22的注入位置，優(yōu)選是比交聯(lián)聚乙烯21在套筒51內(nèi)充分地高密度化的位置更向下的位置，由此，能夠防止已氣化的乙醇22在擠出機(jī)本體50的上流側(cè)發(fā)生逆流而泄漏。
接著，在套筒51內(nèi)部，利用螺桿52混合攪拌、混煉投入的交聯(lián)聚乙烯21和注入的乙醇22。此時(shí)，至少通過調(diào)節(jié)套筒51的內(nèi)部的至少一部分而形成乙醇22成為高溫高壓狀態(tài)(例如超臨界狀態(tài)、亞臨界狀態(tài)或者亞臨界狀態(tài)附近的高溫高壓狀態(tài))的溫度、壓力，使交聯(lián)聚乙烯21和乙醇22的交聯(lián)切斷反應(yīng)開始。溫度、壓力的調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)由套筒加熱器和藥劑加熱器14產(chǎn)生的加熱溫度、由藥劑注入泵15產(chǎn)生的注入壓力、及螺桿52的轉(zhuǎn)數(shù)等來完成。由此，交聯(lián)聚乙烯21和乙醇22發(fā)生反應(yīng)，而生成(反應(yīng)開始過程)反應(yīng)物(高分子處理物9和乙醇22的氣體的混合物)。
僅以擠出機(jī)本體50不能得到反應(yīng)充分進(jìn)行的反應(yīng)物(因?yàn)椴荒艽_保只使反應(yīng)充分進(jìn)行的時(shí)間)，因此將反應(yīng)物供給到一體地設(shè)置在擠出機(jī)本體50的后段的流通式反應(yīng)管30中，繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)(反應(yīng)進(jìn)行過程)。此時(shí)，流通式反應(yīng)管30和擠出機(jī)本體50的套筒51是相同直徑或者大致相同直徑，因此供給到流通式反應(yīng)管30中的反應(yīng)物幾乎沒有壓力損失。另外，流通式反應(yīng)管30通過反應(yīng)管加熱器進(jìn)行加熱，以使反應(yīng)物的溫度不發(fā)生變化。也就是說，流通式反應(yīng)管30保持在反應(yīng)進(jìn)行所必要的溫度、壓力(高溫高壓狀態(tài))。其結(jié)果是，一邊使反應(yīng)物連續(xù)地流通(供給)在流通式反應(yīng)管30內(nèi)，一邊能夠確保為了使反應(yīng)完全進(jìn)行的足夠時(shí)間，并能夠連續(xù)地得到良好的反應(yīng)物。
接著，在擠出機(jī)本體50和流通式反應(yīng)管30中已塑化的反應(yīng)物通過減壓閥11減壓，并且通過斷路器板31被階段式地減壓。其結(jié)果是，反應(yīng)物以比擠出機(jī)本體50的出口附近的內(nèi)壓和流通式反應(yīng)管30的內(nèi)壓低的減壓狀態(tài)、并且以比常壓稍高的壓力連續(xù)地供給到藥劑分離槽8中。例如，反應(yīng)物被減壓至1大氣壓～數(shù)十大氣壓而供給到藥劑分離槽8中。
在該藥劑分離槽8中，分離成粘稠液體狀的高分子處理物9和氣體狀的乙醇22，輕的氣體(乙醇22)在槽的上方分離，液體狀的高分子處理物9蓄積在藥劑分離槽8的下方(分離過程)。高分子處理物9通過藥劑分離槽加熱器10保持在顯示流動(dòng)性的溫度，例如150～200℃。另外，藥劑分離槽8內(nèi)部，通過作為壓力控制裝置的槽壓控制閥12保持在比常壓高的壓力。蓄積在藥劑分離槽8的下方的高分子處理物9借助自重以及藥劑分離槽8的內(nèi)壓和外壓的壓差，從連接在藥劑分離槽8的下部的排出管路55a容易地排出到藥劑分離槽8外。
被排出的高分子處理物9連續(xù)地供給到成形裝置的成形用擠出機(jī)2(成形過程)。高分子處理物9從設(shè)置在擠出機(jī)2的前端的模具3以線狀的絲束5被擠出。擠出的絲束5通過冷卻器4冷卻固化而形成大致常溫，隨后，使用絲束切斷機(jī)6切斷成規(guī)定的長度，而形成顆粒(成形物)7。
另一方面，在藥劑分離槽8中，高分子處理物9和已分離的乙醇22的氣體，借助藥劑分離槽8的內(nèi)壓和外壓(常壓)的壓差，通過連接在藥劑分離槽8的上部的排出管路55b而排出，送到雜質(zhì)分離槽16中。在雜質(zhì)分離槽16，利用沸點(diǎn)的不同使在反應(yīng)中生成的、混入乙醇22中的雜質(zhì)23從乙醇22中分離。已分離的純乙醇22通過管路56送回藥劑貯槽18中。另外，已分離的雜質(zhì)23通過管路57用鼓風(fēng)機(jī)吸引，在燃燒裝置20中被燒掉，進(jìn)行無害化處理。隨后，無害化處理后的雜質(zhì)23可以適宜地廢棄或者再利用。
這里，在將乙醇22的氣體排出到藥劑分離槽8外時(shí)，利用包括槽壓控制閥12的壓力控制裝置控制藥劑分離槽8的內(nèi)壓為一定。具體地說，如圖3所示，用壓力計(jì)40測定藥劑分離槽8的內(nèi)壓后，通過未圖示的壓力傳送器、將該測定值作為壓力信號通過信號傳送線42傳送到壓力控制裝置41中。根據(jù)該壓力信號，壓力控制裝置41通過信號傳送線43向槽壓控制閥12傳送閥開閉信號。根據(jù)該閥開閉信號，槽壓控制閥12控制閥的開度，結(jié)果是將藥劑分離槽8的內(nèi)壓控制為一定。
另外，作為其他的壓力控制方法，也可以使減壓閥11和槽壓控制閥12共同作用。此時(shí)，除了上述的壓力計(jì)40和壓力傳送器以外，設(shè)置有測定減壓閥11的前后的壓差的壓差測定裝置，同時(shí)控制藥劑分離槽8的內(nèi)壓、減壓閥11的前后的壓差為一定。在使用減壓閥11和槽壓控制閥12兩者進(jìn)行壓力控制的情況下，如果僅用藥劑分離槽8的內(nèi)壓的信號進(jìn)行兩者的控制，則各閥11、12的運(yùn)作會(huì)發(fā)生干涉，從而壓力的控制、維持變得不穩(wěn)定。因此，對于減壓閥11的控制優(yōu)選使用由壓差測定裝置測定的壓差，而對于槽壓控制閥12的控制優(yōu)選使用藥劑分離槽8的內(nèi)壓。
以上，按照本實(shí)施方式涉及的處理方法，在擠出機(jī)本體50中，在充分地混合、攪拌交聯(lián)聚乙烯21和乙醇22并生成反應(yīng)物后，在一體地設(shè)置在擠出機(jī)本體50的后段的流通式反應(yīng)管30中，以滿足進(jìn)行反應(yīng)的條件的狀態(tài)、并且一邊流通一邊將反應(yīng)物保持長時(shí)間。因此，可以連續(xù)地、并且以比以往高的收率得到充分進(jìn)行反應(yīng)的反應(yīng)物。
不設(shè)置流通式反應(yīng)管30、而在擠出機(jī)本體50的后段直接地設(shè)置藥劑分離槽8的情況，交聯(lián)聚乙烯21和乙醇22的反應(yīng)僅在擠出機(jī)本體50中的套筒51的內(nèi)部進(jìn)行。因此，僅使用擠出機(jī)本體50時(shí)，為了充分地進(jìn)行交聯(lián)聚乙烯21和乙醇22的反應(yīng)，需要使擠出機(jī)本體50長尺寸化，但長尺寸化當(dāng)然存在極限。因此，只要使用一定尺寸的擠出機(jī)本體50，擠出機(jī)本體50中的每單位時(shí)間的處理量就存在極限。與此相反，像本實(shí)施方式涉及的處理裝置，在擠出機(jī)本體50的后段設(shè)置任意長度(容積)的流通式反應(yīng)管30，通過調(diào)節(jié)其長度(容積)就能夠確保所必要的任意反應(yīng)時(shí)間，并能夠增加擠出機(jī)本體50中的每單位時(shí)間的處理量。本實(shí)施方式涉及的處理裝置對于使用含有高分子化合物為交聯(lián)聚乙烯、藥劑為醇類或者含醇類的混合物的反應(yīng)，具體地說，需要30分鐘或者30分鐘以上的反應(yīng)時(shí)間的反應(yīng)(例如利用硅烷交聯(lián)聚乙烯和醇的硅烷交聯(lián)切斷反應(yīng))是特別有效的。另外，本實(shí)施方式涉及的處理裝置為了容易地產(chǎn)生由藥劑引起的反應(yīng)，即使在將藥劑形成像超臨界條件那樣的高壓的情況，既充分地確保反應(yīng)時(shí)間又抑制壓力變動(dòng)，因而是極有效的。
另外，在流通式反應(yīng)管30的后段不設(shè)置藥劑分離槽8的情況，在高溫、高壓進(jìn)行的塑化反應(yīng)之后，由氣體的膨脹而引起的壓力變動(dòng)大，該壓力變動(dòng)直接影響成形用擠出機(jī)2，因此對成形用擠出機(jī)2的材料供給量(高分子處理物9的供給量)發(fā)生變動(dòng)，從而容易產(chǎn)生成形不勻。除此之外，為了去除反應(yīng)物中所含的氣體，需要進(jìn)行減壓。
與此相反，像本實(shí)施方式涉及的處理裝置，由于在流通式反應(yīng)管30的后段設(shè)置有藥劑分離槽8而能夠緩和伴隨氣體膨脹的壓力變動(dòng)，因此高分子處理物9對成形用擠出機(jī)2的供給量的變動(dòng)變小。例如，在流通式反應(yīng)管30內(nèi)被保持一定時(shí)間的反應(yīng)物不連續(xù)地、而是斷續(xù)地供給到藥劑分離槽8的情況，乙醇22的氣體從壓縮狀態(tài)急劇地膨脹，因此卷入粘稠液體狀的高分子處理物9猛地噴出。即使在此情況下，因?yàn)樗巹┓蛛x槽8具有比反應(yīng)物的流量大的容積，所以會(huì)緩和藥劑分離槽8的內(nèi)壓的變動(dòng)，由藥劑分離槽8也能夠抑制后段的裝置中的壓力變動(dòng)。因此，在成形用擠出機(jī)2中，難以產(chǎn)生成形不勻，連續(xù)地且均質(zhì)的成形成為可能，能夠以良好的生產(chǎn)率得到品質(zhì)良好的顆粒7。進(jìn)而，通過在藥劑分離槽8上設(shè)置壓力控制裝置，能夠使藥劑分離槽8的內(nèi)壓經(jīng)常保持在大致一定，更穩(wěn)定地抑制壓力變動(dòng)成為可能，因而能夠?qū)崿F(xiàn)壓力的穩(wěn)定。
另外，通過在藥劑分離槽8的周圍設(shè)置藥劑分離槽加熱器10，能夠在150～200℃的范圍使藥劑分離槽8內(nèi)的高分子處理物9保持一定溫度。因此，從藥劑分離槽8向成形用擠出機(jī)2供給高分子處理物9時(shí)，溫度變動(dòng)變少。因此，在藥劑分離槽8和成形用擠出機(jī)2之間，高分子處理物9的粘度變動(dòng)變小，向成形用擠出機(jī)2供給均質(zhì)狀態(tài)的高分子處理物9成為可能。
以上，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，不用說以外也能夠設(shè)想各種實(shí)施方式。
下面，根據(jù)實(shí)施例說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于該實(shí)施例。
實(shí)施例使用圖1所示的交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)切斷處理裝置，進(jìn)行交聯(lián)聚乙烯21的交聯(lián)切斷處理。
作為擠出機(jī)1中的擠出機(jī)本體50，使用具有2根螺桿的雙軸擠出機(jī)，套筒51的內(nèi)徑(D)是33mm、套筒51的長度(L)和內(nèi)徑的比(L/D)是50。另外，作為設(shè)置在擠出機(jī)本體50的后段的流通式反應(yīng)管30，使用容積為50L的流通式反應(yīng)管。
比較例使用圖2所示的交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)切斷處理裝置，進(jìn)行交聯(lián)聚乙烯21的交聯(lián)切斷處理。
圖2的交聯(lián)切斷處理裝置中和圖1的交聯(lián)切斷處理裝置不同之處是，在擠出機(jī)本體50的后段不設(shè)置流通式反應(yīng)管30。
在使用圖1所示的交聯(lián)切斷處理裝置時(shí)，交聯(lián)聚乙烯21的處理能力由擠出機(jī)本體50的擠出能力(處理能力)所左右、決定，每單位時(shí)間2～100kg/h的處理是可能的。
與此相反，在使用圖2所示的交聯(lián)切斷處理裝置時(shí)，需要在擠出機(jī)本體50內(nèi)部滯留反應(yīng)物以確保30分鐘或者30分鐘以上的反應(yīng)時(shí)間，因此擠出機(jī)本體50的擠出能力與其潛力相比大大受到限制，交聯(lián)聚乙烯21的處理能力，每單位時(shí)間不足5kg/h。
也就是說，通過使用圖1所示的交聯(lián)切斷處理裝置，和圖2所示的比較例的交聯(lián)切斷處理裝置相比，交聯(lián)聚乙烯21的處理能力最大提高到20倍或者20倍以上。其結(jié)果是，交聯(lián)切斷處理后的交聯(lián)聚乙烯21的收率也急劇上升，因此能夠?qū)崿F(xiàn)處理成本的降低，能夠期待高分子化合物的再生率、再利用率的大幅度提高。
權(quán)利要求
1.高分子化合物的處理方法，其為使高分子化合物和藥劑保持在高溫高壓狀態(tài)而進(jìn)行處理的方法，其特征在于，在擠出機(jī)內(nèi)部充分地混合、攪拌上述高分子化合物和上述藥劑，將擠出機(jī)內(nèi)部調(diào)節(jié)至高溫高壓狀態(tài)而使高分子化合物和藥劑發(fā)生反應(yīng)；將這些反應(yīng)物連續(xù)地供給到設(shè)置在擠出機(jī)后段的高壓容器內(nèi)部，將反應(yīng)物維持在高溫高壓狀態(tài)并保持一定時(shí)間；隨后，將反應(yīng)物連續(xù)地供給到藥劑分離槽中，分離成高分子處理物和藥劑；向成形裝置連續(xù)地供給已分離的高分子處理物，形成使用了高分子處理物的成形物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子化合物的處理方法，其中，將在上述高壓容器內(nèi)部保持一定時(shí)間后的反應(yīng)物在低于高壓容器內(nèi)壓的減壓狀態(tài)下連續(xù)地供給到藥劑分離槽中，分離成高分子處理物和藥劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高分子化合物的處理方法，其中，將上述已分離的藥劑供給到雜質(zhì)分離槽中而分離、去除雜質(zhì)，然后將該藥劑再次供給上述擠出機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任一項(xiàng)所述的高分子化合物的處理方法，其中，在將供給到上述成形裝置的高分子處理物擠出成形后，冷卻該擠出成形物，切斷成規(guī)定的形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)所述的高分子化合物的處理方法，其中，使上述高分子化合物和藥劑反應(yīng)，發(fā)生改性反應(yīng)、分解反應(yīng)、或者切斷交聯(lián)聚合物的交聯(lián)點(diǎn)或分子鏈的交聯(lián)切斷反應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中的任一項(xiàng)所述的高分子化合物的處理方法，其中，上述高分子化合物是交聯(lián)聚合物，上述藥劑是醇類或者含醇類的混合物。
7.高分子化合物的處理裝置，其為使高分子化合物和藥劑保持在高溫高壓狀態(tài)而進(jìn)行處理的裝置，其特征在于，由如下部分構(gòu)成混合、攪拌上述高分子化合物和上述藥劑的擠出機(jī)；與該擠出機(jī)一體地設(shè)置的高壓容器；連接在高壓容器的后段、并使高分子化合物和藥劑的反應(yīng)物分離成高分子處理物和藥劑的藥劑分離槽；與藥劑分離槽連接、并使已分離的高分子處理物成形的成形裝置；以及設(shè)置在高壓容器和藥劑分離槽之間的壓力調(diào)節(jié)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高分子化合物的處理裝置，其中，上述高壓容器是流通式反應(yīng)管。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的高分子化合物的處理裝置，其中，還具有將上述擠出機(jī)和上述高壓容器加熱至高溫的加熱裝置和使上述藥劑分離槽內(nèi)的壓力保持一定的壓力控制裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高分子化合物的處理裝置，其中，上述加熱裝置是設(shè)置在上述藥劑分離槽的外周部的電熱加熱器。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高分子化合物的處理裝置，其中，上述加熱裝置具有設(shè)置在上述藥劑分離槽的外周部、并且熱介質(zhì)在其內(nèi)循環(huán)的套管和向套管供給熱介質(zhì)的熱介質(zhì)循環(huán)裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高分子化合物的處理裝置，其中，上述成形裝置具有將高分子處理物擠出成形的成形用擠出機(jī)、冷卻擠出成形物的冷卻裝置、以及切斷冷卻后的擠出成形物的切斷裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高分子化合物的處理裝置，其中，上述壓力調(diào)節(jié)裝置是釋放閥。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高分子化合物的處理裝置，其中，上述壓力調(diào)節(jié)裝置是釋放閥和具有多個(gè)孔的電阻器的組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高分子化合物的處理裝置，其中，上述壓力調(diào)節(jié)裝置是具有多個(gè)孔的電阻器、流量調(diào)節(jié)閥、或者它們的組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及能夠連續(xù)地處理、而且高收率的高分子化合物的處理方法及其處理裝置。本發(fā)明涉及的高分子化合物的處理裝置是使高分子化合物21和藥劑22保持在高溫高壓狀態(tài)進(jìn)行處理的裝置，其由下述部分構(gòu)成混合、攪拌高分子化合物21和藥劑22的擠出機(jī)1；與該擠出機(jī)1一體地設(shè)置的高壓容器30；連接在高壓容器30的后段、并將高分子化合物21和藥劑22的反應(yīng)物分離成高分子處理物9和藥劑22的藥劑分離槽8；與藥劑分離槽加熱器8連接、并將已分離的高分子處理物9成形的成形裝置2；以及設(shè)置在高壓容器30和藥劑分離槽加熱器8之間的壓力調(diào)節(jié)裝置11。
文檔編號B29C47/50GK1676542SQ20051005694
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者后藤敏晴, 山崎孝則, 巖本圭彥, 柿崎淳 申請人:日立電線株式會(huì)社, 株式會(huì)社日本制鋼所