(1)反应挤出反应挤出(REX)是在聚合物和/或可聚合单体的连续挤出过程中完成一系列化学反应的操作过程,是对现有聚合物进行共混改性的有效方法。
(2)反应挤出特点
①通过各种组分的添加与复合,在控制化学反应的同时,可实现相结构的控制,制备具有优异性能的聚合物复合材料。
②适应于高黏度的熔融态聚合物反应体系。由于挤出机的挤压系统具有能处理高黏度聚合物的独特功能,因此反应挤出可以在10~10000Pa·s的高黏度范围内实现聚合物的化学反应。在常规的化学反应器如反应釜中,当聚合物的黏度在此范围时,一般难以进行均匀的化学反应,而需要使用大量的溶剂或稀释剂来降低黏度,改善混合质量与热传递效果。螺杆类挤出机则具有较强的混合能力,能连续使物料层变薄,增加反应组分间的混合均匀程度,并可减小反应物料中的温度梯度。
③反应可控性好。在反应挤出机中,轴向方向几乎是一种柱塞流反应器,由于挤出过程的连续性,使反应过程的精确控制成为可能,如通过改变螺杆转速、加料速度以及温度条件,可精确控制最佳的反应开始时间与反应终止时间。通过调整螺杆几何结构与操作参数则可以控制物料停留时间分布。此外,挤出机可利用新进物料吸收热量和输出物料排除热量的连续化过程来实现热量匹配。
④ 较好地防止高温导致的聚合物分解。对同样的反应,与间歇反应器相比可大大缩短反应时间,并且由于反应挤出机尤其是双螺杆挤出机具有良好的自洁性能,大大缩短物料的停留时间,从而避免聚合物长期处于高温下导致分解。
⑤更换产品灵活性强。反应挤出机所适应的压力与温度范围广,并且其结构大多可做成积木组合式,具有多阶能力,可随时调整螺杆结构及挤出工艺,以适应各种不同物料体系。⑥对环境影响小。由于反应挤出不使用溶剂或很少使用溶剂,故环境污染小。
投资小,省能耗。建一条反应挤出生产线的成本比间歇反应器(需要几个大型设备)少得多,不需要溶剂回收设备。在生产中可节省大量聚合物的溶剂。
⑧生产工序简单。利用反应挤出过程可方便地实现物料的混合、反应、脱挥、复合改性、造粒和成型加工等过程,并使这些环节一步实现。这就可减少工序,缩短流程,降低成本,提高劳动生产率。