CN101155839A - 用于制备高聚合度聚乙烯醇的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制备聚乙烯醇的方法和设备，并且更准确地说，涉及在配置有涂敷了选自包括氟树脂、硅树脂和环氧树脂的组的一种或者多种涂布剂的行星式搅拌器的反应器中诱导聚乙烯酯溶液和催化剂的混合物皂化的制备聚乙烯醇的方法和设备。根据本发明，对于制备聚乙烯醇，本发明方法和设备的优点在于：例如在将聚乙烯酯转化为聚乙烯醇的过程中，抑制凝胶化，从而能够制备高皂化度、高聚合度和高表观比重的聚乙烯醇；减少使用的溶剂量，并因此需要更小的反应器，以致降低了设备成本和溶剂回收成本。

Description

用于制备高聚合度聚乙烯醇的方法和设备
技术领域
本发明涉及制备聚乙烯醇的方法和设备，并且更准确地说，涉及一种制备聚乙烯醇的方法和设备，其特征在于，在聚乙烯酯转化为聚乙烯醇的过程中抑制凝胶化，从而在高浓度聚乙烯酯溶液中制备具有高皂化度、高聚合度和高表观比重的聚乙烯醇；降低使用的溶剂量并且需要更小反应器，从而带来设备成本和溶剂回收成本降低。
背景技术
1924年Hermann和Haehnel在进行聚乙酸乙烯酯的皂化实验期间首次发现了聚乙烯醇。聚乙烯醇是包含羟基的线性结晶聚合物，并且通过例如显示出极好的耐溶剂性和耐油性的聚乙酸乙烯酯的乙烯酯聚合物的皂化而制得。根据分子量、皂化度和立体有规性，聚乙烯醇已广泛应用于胶粘剂、服装、工业纤维、分离过滤器和医用聚合物等。
最近，对高价值和高功能聚乙烯醇的制备和应用的研究已积极展开。由于在拉伸的过程中，聚乙烯醇具有极好的包括透明度的光学特性，并显示出高双折射，因此它可制成薄膜，特别是作为多种光学聚合物膜或者进一步作为LCD的偏振膜。为了用作偏振膜，聚乙烯醇必须具有高聚合度和高皂化度，这对技术的要求高。因此，只有少数公司从事制备可用作偏振膜的聚乙烯醇。
由于乙烯醇单体的互变异构化，聚乙烯醇不能被直接聚合。因此，首先通过乳液、悬浮和/或本体聚合将乙烯基酯单体，具体为乙酸乙烯酯聚合，以制备聚乙烯酯。然后，通过连续或者分批皂化处理制得的聚乙烯酯。
诱导聚乙烯酯皂化的代表性方法是将聚乙烯酯完全溶解在醇溶剂中，并且在强酸或者碱存在下反应。为了制备高聚合度(聚乙烯醇的重均分子量：至少132,000)和高皂化度的聚乙烯醇，由于聚乙烯酯溶液的高粘度，在这一方法中保持聚乙酸乙烯酯的低浓度是重要的。如果聚乙酸乙烯酯的浓度为至少6％，反应溶液显示出高粘度，并且因此使具有杆的搅拌器施加的法向力引起“爬杆”，这意味着在溶解或者相转化期间，反应溶液或者浆料爬到搅拌器的杆上。结果，由于聚乙烯醇的皂化，产生了大块凝胶而不是分散粒子，这些凝胶粘附于搅拌器或者反应器壁使得反应困难。为保持聚乙酸乙烯酯的低浓度，用于皂化的反应器必须非常大，并且因此使用的溶剂量增加，这表明溶剂回收成本和能量成本增加。
虽然一些认为已解决了上述问题的专利已经被应用，但是事实上上述问题仍在讨论中。
美国专利号4,954,567描述了一种以向含催化剂的溶剂中缓慢加入干燥聚乙酸乙烯酯粒子代替在溶剂中溶解聚乙酸乙烯酯的制备聚乙烯醇的方法。发明人声称这种制备方法制备了具有改进的粒子形状、表观比重和透明度的聚乙烯醇。但是，具有高皂化度的聚乙烯醇仍有争议。当以上述专利公开的方法将干燥聚乙酸乙烯酯用于皂化时，导致聚乙酸乙烯酯成为芯而聚乙烯醇成为壳体的问题。
美国专利号5,753,753描述了，将聚乙酸乙烯酯溶解于溶剂中，在皂化前加入作为成核点的惰性材料(如碳酸氢钠)。在将惰性材料完全分散于聚乙酸乙烯酯溶液之后，加入催化剂以诱导反应。根据发明人所述，用这种方法通过皂化制备的聚乙烯醇粘附在成核点上以致防止严重的凝胶化。该方法的问题是开始时向聚乙烯醇加入的惰性材料仍作为杂质保留在最终产物中，使得产物不适于作为要求高纯度和高透明度的偏振板的膜。
美国专利号3,884,892描述了一种用多种不同密度的溶剂制备聚乙烯醇的方法。根据该专利，在聚乙烯酯溶液上加盖具有低密度的醇溶剂层，然后在该层上加盖较醇层密度高的催化剂溶液。就是说，依靠密度差，催化剂溶液层位于聚乙烯酯溶液和醇溶剂层之间。然后，通过搅拌诱导反应。结果，根据发明人所述，由于醇层的密度低，形成聚乙烯酯滴，并因此使反应在悬浮型溶液中进行，从而防止凝胶化。但是，这种方法非常复杂，并且因此操作困难。
发明内容
【技术问题】
为了克服常规技术中的上述问题，本发明的一个目的是提供一种制备聚乙烯醇的方法，该方法特点为防止在高浓度聚乙烯酯溶液中将聚乙烯酯转化为具有高皂化度、高聚合度和高表观比重的聚乙烯醇的过程中的凝胶化，减少使用的溶剂量，并因此需要更小的反应器，以致降低设备成本和溶剂回收成本。
本发明的另一目的是提供一种可适合本发明方法的制备聚乙烯醇的设备。
【技术方案】
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于包含聚乙烯酯溶液和催化剂的混合物皂化而制备聚乙烯醇的方法，其中在配置有涂敷了选自包括氟树脂、硅树脂和环氧树脂的组的一种或者多种涂布剂的行星式搅拌器的反应器中诱导皂化。
本发明还提供了一种基于包含聚乙烯酯溶液和催化剂的混合物皂化而制备聚乙烯醇的设备，该设备的特征在于，其包括：聚乙烯酯溶液输入管线；催化剂输入管线；配置有涂敷了选自包括氟树脂、硅树脂和环氧树脂的组的一种或者多种涂布剂的行星式搅拌器的反应器；以及中和剂输入管线。
附图说明
结合附图，通过对下列优选实施方式的描述，本发明的上述目的和其他目的、特征和优点将变得明显，其中：
图1为举例说明本发明制备聚乙烯醇的过程的示意图。
<对图中主要部件参考数字的说明>
1：催化剂溶液输入管线
2：聚乙烯酯溶液输入管线
3：管路混合器
4：行星式搅拌器
5：搅拌支架
6：聚乙烯醇浆料回收管线
7：研磨混合器
8：中和剂输入管线
具体实施方式
在下文中，参照附图将对本发明的实施方案进行详述。
本发明涉及制备聚乙烯醇的方法和设备，其包括用于搅拌高粘度聚乙烯酯溶液和例如酸或者碱溶液的催化剂溶液的管路混合器，以及涂敷了选自包括氟树脂、硅树脂和环氧树脂的组的一种或者多种涂布剂的行星式搅拌器，这是为克服聚乙烯醇粘附在搅拌器的杆或者刀片上，防止在聚乙烯酯和催化剂混合物皂化成聚乙烯醇过程中，由溶液粘度高导致的“爬杆”的问题而设计。
参照图1，依下列各项描述制备本发明聚乙烯醇的过程。
首先，将聚乙烯酯溶液和催化剂分别引入聚乙烯酯溶液输入管线(2)和催化剂溶液输入管线(1)中，然后在其中混合。在管路混合器(3)中，进一步搅拌混合物。
在配置有安装于搅拌支架(5)上的行星式搅拌器(4)的反应器中搅拌混合物，引起皂化反应。反应器可另外配置研磨混合器(7)。
当皂化一完成，将中和剂引入中和剂输入管线(8)以制备聚乙烯醇浆料。通过浆料回收管线(6)回收得到的浆料。
根据本发明的聚乙烯醇的制备方法的特点在于在配置有涂敷了选自包括氟树脂、硅树脂和环氧树脂的组的一种或者多种涂布剂的行星式搅拌器的反应器中发生皂化。
根据本发明的制备聚乙烯醇的方法包括下列步骤：
(a)混合聚乙烯酯溶液和催化剂；
(b)在配置有涂层的行星式搅拌器的反应器中，诱导混合物皂化；以及
(c)当皂化完成时，加入中和剂。
(a)混合聚乙烯酯溶液和催化剂
在步骤(a)中，将反应必需的催化剂加入聚乙烯酯溶液，然后将其混合。
由于乙烯醇的互变异构化，聚乙烯醇不能通过乙烯醇单体直接聚合而制备。因此，通常，首先通过乙烯酯单体的聚合制备聚乙烯酯，然后诱导生成的聚乙烯酯皂化以制备聚乙烯醇。
对于聚乙烯酯的聚合反应，可以使用溶液、悬浮、乳液或者微乳液聚合，并且优选悬浮聚合。为了制备高聚合度聚乙烯醇，在聚乙烯酯的聚合过程中抑制分支的(arms)形成是重要的，并且主链的长度必须长。因此，悬浮聚合较不能防止形成分支的溶液聚合或者乳液聚合被更为广泛地接受。
制备聚乙烯酯的单体可以为选自包括甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、尿酸乙烯酯和硬脂酸乙烯酯的组的一种或者多种乙烯酯单体，并且更优选使用乙酸乙烯酯制备具有高聚合度的聚乙烯醇。
对于聚乙烯酯的聚合反应，可以向单体加入通常可接受的引发剂、悬浮稳定剂和水。
作为聚合引发剂，可以使用例如过氧化二碳酸二异丙酯、异丁基过氧化物、二过氧化碳酸(4-叔-丁基环己基)酯、乙酰基过氧化磺酰环己烷、过氧化碳酸二正丙酯和过氧化新癸酸α-枯基酯或者例如2，2’-偶氮二-(4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈)、2，2’-偶氮二异丁腈等的偶氮化合物。
作为悬浮稳定剂，可以使用皂化度88％的聚乙烯醇、***树胶、羟乙基纤维素、甲基纤维素、淀粉、聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐、明胶或者以氢氧化钠或者氨水中和的苯乙烯-马来酸酐的等摩尔共聚物。
水中单体的优选含量为1～300重量份，单体中引发剂的优选含量为0.05～10重量份，以及单体中悬浮稳定剂的优选含量为0.01～10重量份。
过滤、洗涤并干燥通过悬浮聚合制备的聚乙烯酯以制备最终的聚乙烯酯粒子。
制备的聚乙烯酯的含水量优选最高至30％。如果含水量大于30％，用于皂化的催化剂的量迅速增加，因而降低皂化度。
聚乙烯酯可以球形、圆柱形和立方体形制备，但是更优选球形聚乙烯酯。
为了易于运输和处理，还优选粒子直径为10～5000μm的聚乙烯酯。
通过上述制备的聚乙烯酯的皂化而制备的最终聚乙烯醇的4％水溶液的粘度优选在30℃下，为130～230cp。
通过将聚乙烯酯溶解在醇溶剂优选甲醇中能够制备聚乙烯酯溶液。
在聚乙烯酯溶液中的聚乙烯酯的优选含量为5～30重量％。如果含量小于5％，粘度降低，这意味着在制备聚乙烯酯溶液的过程中，容易诱导皂化，但是使用的溶剂量增加，因此由于用于制备聚乙烯酯溶液的设备和用于皂化的反应器必须更大，所以增加了聚乙烯醇的制备成本。如果含量大于30％，聚乙烯酯溶液的粘度迅速增加，导致难于运输和处理，并且由于溶质聚乙烯酯不溶于溶剂甲醇，所以聚乙烯酯溶液的制备需要花费更多时间。
为了改善聚乙烯醇的热稳定性和颜色，在和催化剂一起搅拌前聚乙烯酯溶液可以另外包含过氧化氢溶液或者可以用臭氧处理。通过这种加入或者处理，在皂化过程中聚乙烯酯的末端上双键形成醛基，这能够防止最终产物热稳定性的降低。
在这里使用的催化剂可以为例如盐酸、硫酸和磷酸的强无机酸或者例如氢氧化钠、磷酸钠和甲醇钠的碱之一。在这些催化剂中，优选碱，并且更具体地更优选氢氧化钠。
催化剂可以通过与水或者醇溶剂混合而制备的溶液形式使用。
对于100重量份的聚乙烯酯，催化剂的优选含量为0.2～10重量份。如果含量少于0.2重量份，反应速度变得过慢。相反，如果含量大于10重量份，反应速度变得非常快以致形成大块粒子，并且因此在聚合之后大量生成盐。所以，需要大量洗涤溶液，并且生成的盐能够降低聚乙烯醇的热稳定性。
混合聚乙烯酯溶液和催化剂的步骤(a)可另外包括在管路混合器中搅拌化合物的辅助步骤。
(b)在配置有涂层的行星式搅拌器的反应器中，诱导混合物皂化
在步骤(b)中，将在步骤(a)中搅拌好的混合物输入本发明用于皂化的配置有涂层的行星式搅拌器的反应器中。通过使用涂层的行星式搅拌器而设计用于制备聚乙烯醇的设备，用以减小由皂化过程产生的凝胶化，这样就能够将聚乙烯酯转化为的聚乙烯醇粒子制备聚乙烯醇浆料而不发生爬杆。
本发明用于诱导聚乙烯酯和催化剂溶液混合物皂化的制备聚乙烯醇的设备包括：聚乙烯酯溶液输入管线；催化剂输入管线；配置有涂敷了选自包括氟树脂、硅树脂和环氧树脂的组的一种或者多种涂布剂的行星式搅拌器的反应器；以及中和剂输入管线。
行星式搅拌器优选涂敷了选自包括氟树脂(例如聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物或者乙烯四氟乙烯)、硅树脂和环氧树脂的组的一种或者多种涂布剂，并且更优选涂敷具有极好的不粘性和强度以及极好的耐化学性和耐热性的乙烯四氟乙烯。如果使用涂敷了不同于上述制剂的涂布剂的另一种行星式搅拌器，则难于控制聚乙烯醇粒子的极性，以致粒子粘附在搅拌器上，这意味着粒子回收困难，并且因此搅拌器不能充分地运行。
对行星式搅拌器的具体类型不作限制，但是由于能够使非混合区域(死区)达到最小化，优选螺旋型搅拌器。
使用的行星式搅拌器的合理数量为1～4。
除行星式搅拌器之外，本发明用于制备聚乙烯醇的设备还可以包括研磨混合器。
在行星式搅拌器旋转的过程中，研磨混合器设置在死区并且独立旋转，因此研磨混合器与行星式搅拌器一起在搅拌器的杆上旋转。
可以用与用于行星式搅拌器的涂层同样的涂布剂涂敷研磨混合器。
研磨混合器能够使用螺旋桨、平桨、涡轮或者盘式叶轮作为叶轮。
在皂化步骤(b)中，可以在皂化过程中或皂化之后另外包括研磨步骤以通过使用研磨混合器将产物粉碎为均匀的粒子。
特别是，在已产生大粒子的皂化早期阶段或者皂化晚期阶段，可包括采用研磨混合器的研磨步骤。如果从皂化早期阶段引入研磨步骤，能够获得尺寸非常小的粒子，反之如果在已形成极大的粒子皂化晚期阶段引入研磨步骤，能够获得表观比重大的粒子。
适于皂化的优选反应温度为-10～90℃，并且更优选35～60℃。如果反应温度低于-10℃，反应速度显著降低。另一方面，如果反应温度高于90℃，在聚乙烯酯皂化过程中产生乙酸甲酯，引起氢氧化钠催化剂的损失，并且因此使制备具有高皂化度的聚乙烯醇困难。
(c)加入中和剂
在这一步骤中，当皂化(b)完成时，加入中和剂以生产聚乙烯醇浆料。
依据使用的催化剂选择使用的中和剂。例如，如果催化剂为碱，选择酸性中和剂，反之如果催化剂为酸，选择碱性中和剂。
中和剂的优选含量为每mol催化剂0.5～2mol。
将制备的聚乙烯醇浆料进行过滤、洗涤并干燥以生产聚乙烯醇粒子。
如下列实施例所示举例说明本发明实用的和目前优选的实施方案。但是，应认识到考虑到本公开内容，本领域技术人员可以在本发明的宗旨和范围内进行修改和改进。
实施例1
向配置有温度计、氮气流入孔、冷凝设备、挡板和树脂桨式搅拌器(pitch-paddle stirrer)的反应器加入乙酸乙烯酯和水的混合物(1∶2，重量比)、相对乙酸乙烯酯的重量比为1∶1×10-4的作为悬浮稳定剂的皂化度88％的聚乙烯醇(聚合度：1800)和相对乙酸乙烯酯的重量比为1∶0.003的作为聚合引发剂的2，2’-偶氮二-(4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈)。向反应器加入水和悬浮稳定剂，随后在向水面下强烈地吹入氮气的过程中搅拌2小时以去除溶解的氧气。在氮气存在下，纯化乙酸乙烯酯以去除聚合终止剂和溶解的氧气。在氮气存在下，将纯化的乙酸乙烯酯加入反应器，然后将反应温度升高至40℃，随后聚合6小时。当聚合完成时，用吸气器过滤聚乙酸乙烯酯浆料，用蒸馏水彻底洗涤并且在1mmHg30℃真空干燥24小时以生产含水量最高到0.4％的聚乙酸乙烯酯。
向甲醇中加入制备的聚乙酸乙烯酯以制备10％聚乙酸乙烯酯溶液。以摩尔比1∶0.03，将作为催化剂的氢氧化钠加入聚乙酸乙烯酯，并且通过管路混合器引入到聚乙酸乙烯酯溶液中。通过在另外配置有涂敷了乙烯四氟乙烯的行星式搅拌器和研磨混合器的反应器中搅拌，在40℃诱导皂化反应1小时。行星式搅拌器的搅拌速度为43rpm，并且研磨混合器的搅拌速度为1000rpm。
当皂化完成时，加入与氢氧化钠等量的乙酸，随后搅拌10分钟。中和之后，得到聚乙烯醇浆料。
通过使用吸气器过滤得到的聚乙烯醇浆料，用甲醇彻底洗涤，并在1mmHg30℃真空干燥12小时以生产甲醇含量最高到0.3％的聚乙烯醇。
实施例2
除使用未配置研磨混合器的反应器进行皂化外，以如实施例1所述的相同方式进行实验。
实施例3
除使用通过在甲醇中溶解聚乙酸乙烯酯制备的15％的聚乙酸乙烯酯溶液外，以如实施例1所述的相同方式进行实验。
实施例4
除以重量比1∶0.03向聚乙酸乙烯酯加入氢氧化钠之后，将经过滤的聚乙烯醇再次引入同一反应器，并向其中加入甲醇以调节浆料含量至6.5％，然后将反应温度升高至40℃，随后皂化1小时以外，以如实施例1所述的相同方式进行实验。
对比例1
除使用配置有涡轮型叶轮的反应器对浆料进行皂化外，以如实施例1所述的相同方式进行实验。叶轮的搅拌速度为1700rpm。
对比例2
除使用5％聚乙酸乙烯酯溶液外，以如对比例1所述的相同方式进行实验。
对比例3
除使用7％聚乙酸乙烯酯溶液外，以如对比例1所述相同的方式进行实验。
对比例4
除配置未经涂敷的行星式混合器和研磨混合器的反应器外，以如实施例1所述的相同方式进行实验。
测试下列各项实施例和对比例制备的聚乙烯醇的物理性质，并且将结果显示在表1中。
-聚乙酸乙烯酯的浓度(wt％)：用下列公式测量。
聚乙酸乙烯酯的重量/聚乙酸乙烯酯溶液的质量×100
-皂化度(Mol％)：用H-NMR峰测量。
-粒度：在用混合器粉碎聚乙烯醇粒子前，测量干燥后的粒度。
-粘合度(wt％)：在测量粘附在搅拌器上的粒子后，用下列公式计算。
100粘附的聚乙烯醇重量/聚乙烯醇的总质量×100
-表观比重：将制备的聚乙烯醇输入到混合器中，并粉碎，以制备均匀尺寸的聚乙烯醇粒子。然后，用ASTM D1895测量表观比重。
-重均分子量：用日本工业标准JIS K-6726-1977方法测量。
【表1】
  实施例   对比例
  1   2   3   4   1   2   3   4
  PVAc(wt％)   10   10   15   10   10   5   7   10
形状 粒子 粒子 粒子 粒子 块 粒子 块   粒子+块
  粒度(mm) 1～3 3～10 2～4 1～3 无 0.1～4 无 2～5
  粘合度   0.1   0.1   0.5   0.1   88   1   69   30
  皂化度(mol％) 99.1 98.5 99.3 ≥99.9 90 95.4 91 98.9
  表观比重(g/cm3) 0.6 0.61 0.63 0.61 - 0.42 - 0.6
如表1所示，与通过使用常规涡轮型叶轮进行反应、并因此不能抑制不溶性凝胶的形成且不能获得浆料的对比例1或3制备的聚乙烯醇相比，或者与显示出低表观比重、低皂化度和大粒子分布的对比例2制备的聚乙烯醇相比，在通过使用根据本发明配置有涂层的行星式搅拌器的聚乙烯醇制备设备的实施例1～4制备的聚乙烯醇被证实具有极好的皂化度、高聚合度和高表观比重。同时，使用未经涂敷的行星式搅拌器对比例4制备的聚乙烯醇粘附在搅拌器上，以致可用粒子产量下降。未使用研磨混合器的对比例2制备的聚乙烯醇被证实无明确形状，就是说一些粒子是长的，一些是圆的，以及一些是方的。
【工业应用】
如上文中所说明，配置有涂层的行星式搅拌器的设备对抑制在聚乙烯酯转化为聚乙烯醇的过程中由凝胶化所引起的极大块料的产生非常有帮助。因而，根据本发明的制备聚乙烯醇的方法和设备的优点在于：即使在高浓缩聚乙烯酯溶液中，也能制备高皂化度、高聚合度以及高表观比重的聚乙烯醇，使用的溶剂量显著减少，因此需要更小的反应器以致降低设备成本和溶剂回收成本。
本领域技术人员将认识到前述描述中所公开的构想和具体实施方案可以被容易地用作为实现与本发明相同目的而修改或者设计的其他实施方案的基础。本领域技术人员还将认识到这种等效实施方案不能脱离如所附权利要求所述的发明宗旨和范围。

Claims (16)

1.一种基于聚乙烯酯溶液和催化剂的混合物的皂化而制备聚乙烯醇的方法，其中，在配置有涂敷了选自包括氟树脂、硅树脂和环氧树脂的组的一种或者多种涂布剂的行星式搅拌器的反应器中诱导皂化。
2.按照权利要求1所述的制备聚乙烯醇的方法，其包括下列步骤：
(a)混合聚乙烯酯溶液和催化剂；
(b)在配置有涂敷了选自包括氟树脂、硅树脂和环氧树脂的组的一种或者多种涂布剂的行星式搅拌器的反应器中，诱导混合物皂化；以及
(c)当皂化完成时，加入中和剂。
3.按照权利要求2所述的制备聚乙烯醇的方法，其中，通过使用管路混合器搅拌混合物而进行步骤(a)的混合聚乙烯酯溶液和催化剂。
4.按照权利要求2所述的制备聚乙烯醇的方法，其中，皂化步骤(b)特征在于包括：在皂化时或者皂化后，用研磨混合器粉碎以制备均匀粒子。
5.按照权利要求1所述的制备聚乙烯醇的方法，其中，所述催化剂选自包括盐酸、硫酸、磷酸、氢氧化钠、磷酸钠和甲醇钠的组。
6.按照权利要求1所述的制备聚乙烯醇的方法，其中，对于100重量份的聚乙烯酯，所述催化剂的含量为0.2～10重量份。
7.按照权利要求1所述的制备聚乙烯醇的方法，其中，所述聚乙烯酯在聚乙烯酯溶液中的含量为5～30重量％。
8.按照权利要求1所述的制备聚乙烯醇的方法，其中，所述皂化反应温度为-10～90℃。
9.按照权利要求2所述的制备聚乙烯醇的方法，其中，所述中和剂含量为每mol催化剂0.5～2mol。
10.一种制备聚乙烯醇的设备，在其中聚乙烯酯溶液和催化剂的混合物被皂化，该设备包括：聚乙烯酯溶液输入管线；催化剂输入管线；配置有涂敷了选自包括氟树脂、硅树脂和环氧树脂的组的一种或者多种涂布剂的行星式搅拌器的反应器；以及中和剂输入管线。
11.按照权利要求10所述的制备聚乙烯醇的设备，其中，所述氟树脂为聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物或者乙烯四氟乙烯。
12.按照权利要求10所述的制备聚乙烯醇的设备，其中，所述设备包括1～4个搅拌器。
13.按照权利要求10所述的制备聚乙烯醇的设备，其中，所述设备包括用于搅拌聚乙烯酯溶液和催化剂混合物的管路混合器。
14.按照权利要求10所述的制备聚乙烯醇的设备，其中，所述设备包括研磨混合器。
15.按照权利要求14所述的制备聚乙烯醇的设备，其中，所述研磨混合器涂敷了选自包括氟树脂、硅树脂和环氧树脂的组的一种或者多种涂布剂。
16.按照权利要求14所述的制备聚乙烯醇的设备，其中，所述研磨混合器使用螺旋桨、平桨、涡轮和盘式叶轮之一作为叶轮。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102812054A (zh) * 2010-03-18 2012-12-05 电气化学工业株式会社 聚乙烯醇树脂的制造方法及制造装置
CN103187175A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 日本瓦姆&珀巴尔株式会社 电解电容器驱动用电解液
CN103187174A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 日本瓦姆&珀巴尔株式会社 电解电容器驱动用电解液
CN106661147A (zh) * 2014-06-04 2017-05-10 株式会社可乐丽 聚乙烯醇粉体及其制造方法
CN106749802A (zh) * 2017-02-23 2017-05-31 重庆云天化瀚恩新材料开发有限公司 一种高聚合度窄分布聚乙烯醇的制备方法及制备***

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2320268A1 (en) 2009-10-26 2011-05-11 Merck Patent GmbH Alignment layer for planar alignment of a polymerizable liquid crystalline or mesogenic material

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1612281A (en) * 1922-11-14 1926-12-28 Columbia Metal Products Compan Mixing apparatus
US3746314A (en) * 1971-01-04 1973-07-17 Nautamix Patent Ag Apparatus for treating substances
JPS5217870B2 (zh) * 1973-01-31 1977-05-18
US3944538A (en) * 1973-10-02 1976-03-16 Miklos Bodanszky Process and apparatus for the synthesis of peptides not linked to polymers
CS246370B1 (en) * 1984-11-10 1986-10-16 Miloslav Kolinsky Method of vinyl polymers one-stage production and reactor for application of this method
JP2542346B2 (ja) * 1987-05-30 1996-10-09 日本合成化学工業株式会社 高重合度ポリビニルアルコ−ルの製造法
US5914396A (en) * 1990-01-11 1999-06-22 Isis Pharmaceuticals, Inc. 2'-O-modified nucleosides and phosphoramidites
JPH05117307A (ja) * 1991-10-28 1993-05-14 Kuraray Co Ltd 重合体の製法
CH686933A5 (de) * 1992-04-15 1996-08-15 Fischer Georg Giessereianlagen Vorrichtung zum Mischen und Aufbereiten von rieselfaehigen Materialien.
DE19602901A1 (de) * 1996-01-27 1997-08-07 Hoechst Ag Verfahren zur Herstellung von Polyvinylalkohol
JPH09208618A (ja) * 1996-01-29 1997-08-12 Shin Etsu Chem Co Ltd ポリビニルアルコール系重合体の製造方法
NL1003846C2 (nl) * 1996-08-21 1998-02-26 Hosokawa Micron B V Conische menginrichting voorzien van ten minste een mengschroef en een sneldraaiende horizontale rotor aan een verticale aandrijfas.
US5753753A (en) * 1997-02-19 1998-05-19 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrolysis of polyvinyl aklaenoates
JPH10251331A (ja) 1997-03-11 1998-09-22 Shin Etsu Chem Co Ltd ポリビニルアルコール系重合体の製造方法
JP2002079070A (ja) * 2000-09-07 2002-03-19 Nippon Futsuso Kogyo Kk 攪拌容器、軸封構造、および回転軸の製造方法
ES2373845T3 (es) * 2002-03-14 2012-02-09 Stryker Corporation Mezclador para mezclar cemento óseo.
JP2004275827A (ja) * 2003-03-13 2004-10-07 Noguchi Giken:Kk 攪拌装置
JP4087321B2 (ja) * 2003-09-17 2008-05-21 株式会社クラレ ポリビニルアルコール系重合体およびその製造方法
US7384886B2 (en) * 2004-02-20 2008-06-10 Chevron Phillips Chemical Company Lp Methods of preparation of an olefin oligomerization catalyst

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102812054A (zh) * 2010-03-18 2012-12-05 电气化学工业株式会社 聚乙烯醇树脂的制造方法及制造装置
CN102812054B (zh) * 2010-03-18 2014-08-27 电气化学工业株式会社 聚乙烯醇树脂的制造方法及制造装置
CN103187175A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 日本瓦姆&珀巴尔株式会社 电解电容器驱动用电解液
CN103187174A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 日本瓦姆&珀巴尔株式会社 电解电容器驱动用电解液
CN103187174B (zh) * 2011-12-27 2017-04-26 日本瓦姆&珀巴尔株式会社 电解电容器驱动用电解液
CN103187175B (zh) * 2011-12-27 2017-06-06 日本瓦姆&珀巴尔株式会社 电解电容器驱动用电解液
CN106661147A (zh) * 2014-06-04 2017-05-10 株式会社可乐丽 聚乙烯醇粉体及其制造方法
CN106661147B (zh) * 2014-06-04 2019-04-30 株式会社可乐丽 聚乙烯醇粉体及其制造方法
CN106749802A (zh) * 2017-02-23 2017-05-31 重庆云天化瀚恩新材料开发有限公司 一种高聚合度窄分布聚乙烯醇的制备方法及制备***

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