聚酯是一類以酯鍵為連接鍵的高分子聚合物，具有物理機(jī)械性能良好、豐滿度高、亮度高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、建筑工程、輕工產(chǎn)品及食品包裝等領(lǐng)域。近年來(lái)，聚酯產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中已占據(jù)重要地位[1]。

聚酯樹(shù)脂是由二元醇與二元酸，或多元醇與多元酸通過(guò)縮聚反應(yīng)形成的高分子化合物的統(tǒng)稱。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)差異，可分為飽和聚酯樹(shù)脂和不飽和聚酯樹(shù)脂。其中，不飽和聚酯樹(shù)脂因其獨(dú)特的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，賦予制品優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱性、耐腐蝕性、電絕緣性以及耐老化性能。自20世紀(jì)40年代美國(guó)橡膠公司建成首套不飽和聚酯樹(shù)脂生產(chǎn)裝置以來(lái)，該類材料已在建筑、公共交通、化工、能源、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用[2]。不飽和聚酯樹(shù)脂三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建通常分為兩個(gè)階段：首先，由飽和多元酸、不飽和多元酸與多元醇經(jīng)縮合反應(yīng)生成線性或支化聚合物鏈段;隨后，在苯乙烯等交聯(lián)劑存在下，通過(guò)固化劑與促進(jìn)劑引發(fā)自由基聚合反應(yīng)，使聚合物鏈段間的不飽和雙鍵發(fā)生交聯(lián)，最終形成熱固性材料[3]。

目前，釜式工藝在生產(chǎn)聚酯樹(shù)脂過(guò)程中仍面臨若干挑戰(zhàn)。其核心瓶頸在于生產(chǎn)效率受限：由于反應(yīng)、冷卻、出料及清洗等環(huán)節(jié)均需在同一反應(yīng)釜內(nèi)分批、周期性地進(jìn)行，導(dǎo)致整體生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，單位時(shí)間產(chǎn)能低下，難以適應(yīng)大規(guī)模市場(chǎng)需求。此種低效運(yùn)行模式進(jìn)一步造成能耗與人力成本居高不下。反應(yīng)釜需對(duì)每批物料反復(fù)進(jìn)行加熱與冷卻，熱能利用率較低;同時(shí)，各環(huán)節(jié)依賴大量人工操作，自動(dòng)化水平有限。此外，這種以“批次”為基礎(chǔ)、高度依賴操作經(jīng)驗(yàn)的模式，難以確保產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。不同批次在投料精度、升溫曲線及攪拌條件等方面的細(xì)微差異，均可能導(dǎo)致最終產(chǎn)品在粘度、反應(yīng)活性及分子量分布等關(guān)鍵參數(shù)上產(chǎn)生波動(dòng)，為質(zhì)量管控與客戶應(yīng)用帶來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，間歇法本質(zhì)上是在“生產(chǎn)靈活性”與“效率、成本及產(chǎn)品均一性”之間做出妥協(xié)的工藝路徑。

相比之下，聚酯樹(shù)脂連續(xù)化生產(chǎn)工藝憑借其連續(xù)運(yùn)行與高度自動(dòng)化的特點(diǎn)，在效率、成本與質(zhì)量三個(gè)維度實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)優(yōu)化。該工藝有效消除了間歇操作中的批次間隔時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)常年穩(wěn)定運(yùn)行，從而形成顯著的規(guī)模效應(yīng)，大幅降低單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。同時(shí)，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程處于中央控制系統(tǒng)的精確監(jiān)控之下，反應(yīng)溫度、壓力、物料配比及停留時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)均被穩(wěn)定控制在最優(yōu)區(qū)間，從根本上消除了人為操作波動(dòng)，確保產(chǎn)品具備卓越的一致性與穩(wěn)定性，使每批產(chǎn)品均成為高度一致的“標(biāo)準(zhǔn)品”。此外，連續(xù)化系統(tǒng)的封閉式設(shè)計(jì)不僅顯著減少了人工干預(yù)，降低了人力需求，更實(shí)現(xiàn)了能量的梯級(jí)利用與回收，有效避免了反應(yīng)釜反復(fù)升降溫所帶來(lái)的能源浪費(fèi)，從而大幅降低了單位產(chǎn)品能耗。

科芯微流基于自主研發(fā)的連續(xù)流設(shè)備，成功開(kāi)發(fā)出一種聚酯樹(shù)脂合成工藝，并已完成可行性驗(yàn)證。該工藝在高粘度樹(shù)脂材料的合成過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定反應(yīng)與連續(xù)出料。具體流程為：通過(guò)柱塞泵將原料液輸送至動(dòng)態(tài)管式反應(yīng)器中，在適宜溫度條件下進(jìn)行反應(yīng)，即使對(duì)于高粘度反應(yīng)體系，仍能保持連續(xù)、穩(wěn)定的物料輸出。