聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的清洗方法技术

本发明专利技术提供了聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的清洗方法，涉及聚对苯二甲酰对苯二胺树脂清洗技术领域。本发明专利技术中，以脂肪族卤代烷烃、乙二胺四乙酸溶液及脱盐水分别作为清洗液，根据N‑甲基吡咯烷酮和Ca

Cleaning method of poly-p-benzoyl-p-phenylenediamine resin

【技术实现步骤摘要】
聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的清洗方法
本专利技术涉及聚对苯二甲酰对苯二胺树脂清洗
，特别涉及聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的清洗方法。
技术介绍
对位芳纶纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、质量轻等优异的物化性能，被广泛应用于航空航天等军事领域和民用领域，其作为增强材料在复合材料中也具有广泛的应用。对位芳纶纤维是由聚对苯二甲酰对苯二胺树脂纺丝而成，聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的纯度直接决定对位芳纶纤维的质量。而聚对苯二甲酰对苯二胺树脂，一般是由对苯二甲酰氯和对苯二胺在含有助溶盐CaCl2的N-甲基吡咯烷酮溶剂中合成的。聚合完成后的初产物中，溶剂N-甲基吡咯烷酮、助溶盐CaCl2作为杂质与主产物聚对苯二甲酰对苯二胺树脂混在一起，需要清洗初产物去除N-甲基吡咯烷酮、CaCl2以提高聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的纯度。聚对苯二甲酰对苯二胺树脂为蜂窝状结构，表面有微孔，Ca2+易进入微孔，比较牢固的粘附在聚对苯二甲酰对苯二胺树脂内部，常规水洗难以清洗干净，导致聚对苯二甲酰对苯二胺树脂中杂质含量高，后续纺丝质量差。而且，溶剂N-甲基吡咯烷酮成本较高，可以将其清洗出来回收二次利用，利于降低生产成本。目前，采用比较多的水洗方式是真空带式逆流水洗方式，这种水洗方式过滤的效率和回收母液的浓度很难达到基本的要求，而且清洗多次，耗时长，耗水多，存在十分严重的水资源浪费现象。
技术实现思路
本专利技术提供了聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的清洗方法，以脂肪族卤代烷烃、乙二胺四乙酸溶液及脱盐水分别作为清洗液，通过控制清洗液的温度及相关工艺参数，对聚对苯二甲酰对苯二胺树脂初产物进行多次清洗。本专利技术采用的技术方案是聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的清洗方法，包括下列步骤：S1、取100质量份的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合初产物，加入100-150质量份的脂肪族卤代烷烃，清洗温度低于所用脂肪族卤代烷烃的沸点，搅拌速度在200-400r/min，搅拌时间为5-15min，真空抽滤，得到滤液和固体产物；S2、对S1中得到的固体产物再清洗，加入100-160质量份浓度为0.03-0.08％的乙二胺四乙酸溶液，溶液温度为80-100℃，搅拌速度在750-2500r/min，搅拌时间为5-15min，加热保持溶液温度在80-100℃，真空抽滤，得到滤液和固体产物；S3、对S2中得到的固体产物再清洗，加入100-200质量份的脱盐水，脱盐水的温度为40-100℃，搅拌速度在200-400r/min，搅拌时间为5-15min，真空抽滤，得到滤液和固体产物；S4、对S3中得到的固体产物再清洗，加入100-200质量份的脱盐水，脱盐水的温度为40-100℃，真空抽滤，得到滤液和固体产物；S5、将S4中得到的固体产物，在80-105℃下烘干12h。进一步，S1中所用卤代烷烃是三氯甲烷。进一步，S2中搅拌速度为2000-2500r/min。进一步，S3中，脱盐水的温度为60-80℃。本专利技术中，在S1、S2、S3和S4中，采用真空抽滤，固液分离彻底，固体表面较为干燥。S1中以脂肪族卤代烷烃作为清洗液，控制搅拌速度在200-400r/min。实验研究证明，进入聚对苯二甲酰对苯二胺树脂微孔的Ca2+在200-400r/min转速条件下基本不脱离聚对苯二甲酰对苯二胺树脂，只有当搅拌速度达到750r/min时，大多数的微孔中Ca2+脱离出来。这样，S1中的滤液溶剂N-甲基吡咯烷酮含量高，而Ca2+含量少，事实上，初产物上附着的N-甲基吡咯烷酮在S1中可以认为被清洗掉了，即在本专利技术的清洗方法中，对于溶剂N-甲基吡咯烷酮的回收利用，只需要对S1中产生的滤液进行回收处理即可。进入聚对苯二甲酰对苯二胺树脂微孔的Ca2+清洗难度大，本专利技术中，搅拌速度在750-2500r/min，大多数的Ca2+从微孔中脱离出来，与乙二胺四乙酸根离子反应生成螯合物，便于清洗掉Ca2+。S2、S3和S4中，乙二胺四乙酸溶液和脱盐水的温度高于常温，在S2中还采取加热保温措施，目的在于提高溶液的溶解能力，能够将螯合物、乙二胺四乙酸溶液、Cl-及微量的残留N-甲基吡咯烷酮清洗掉。在保证清洗效果的同时，减少溶液及脱盐水的用量，而滤除出的滤液在降温后会有固体物质析出，处理简单。与现有技术相比，本专利技术的优点：1)根据N-甲基吡咯烷酮和Ca2+在初产物中的特点，采用不同的清洗液及工艺参数，进行选择性清洗；2)选择性清洗，对于微孔中的Ca2+高速搅拌使其脱离，再与乙二胺四乙酸根离子螯合，最后以脱盐水冲洗，经灰分测试，清洗后的聚对苯二甲酰对苯二胺树脂钙离子含量为50ppm以内，纯度高，清洗效果好；3)选择性清洗，N-甲基吡咯烷酮基本全在S1产生的滤液中，溶剂回收利用需要处理的滤液量大大减少；4)采用不同的清洗液及工艺参数，降低了清洗液总用量，节约了水资源。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式，对本专利技术作进一步详细说明。实施例1：聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的清洗方法，包括下列步骤：S1、取100质量份的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合初产物，加入100质量份的三氯甲烷，清洗温度为50℃，搅拌速度在200r/min，搅拌时间为15min，真空抽滤，得到滤液和固体产物；S2、对S1中得到的固体产物再清洗，加入160质量份浓度为0.03％的乙二胺四乙酸溶液，溶液温度为100℃，搅拌速度在2500r/min，搅拌时间为5min，加热保持溶液温度在100℃，真空抽滤，得到滤液和固体产物；S3、对S2中得到的固体产物再清洗，加入100质量份的脱盐水，脱盐水的温度为100℃，搅拌速度在200r/min，搅拌时间为15min，真空抽滤，得到滤液和固体产物；S4、对S3中得到的固体产物再清洗，加入100质量份的脱盐水，脱盐水的温度为100℃，真空抽滤，得到滤液和固体产物；S5、将S4中得到的固体产物，在80℃下烘干12h。取S5中的聚对苯二甲酰对苯二胺树脂，在800℃下进行煅烧至残留物恒重，称量计算，灰分含量为48ppm。实施例2：聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的清洗方法，包括下列步骤：S1、取100质量份的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合初产物，加入110质量份的三氯甲烷，清洗温度为30℃，搅拌速度在250r/min，搅拌时间为8min，真空抽滤，得到滤液和固体产物；S2、对S1中得到的固体产物再清洗，加入110质量份浓度为0.04％的乙二胺四乙酸溶液，溶液温度为85℃，搅拌速度在1000r/min，搅拌时间为8min，加热保持溶液温度在85℃，真空抽滤，得到滤液和固体产物；S3、对S2中得到的固体产物再清洗，加入125质量份的脱盐水，脱盐水的温度为50℃，搅拌速度在250r/min，搅拌时间为8min，真空抽滤，得到滤液和固体产物；S4、对S3中得到的固体产物再清洗，加入12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的清洗方法，其特征在于，/n包括下列步骤：/nS1、取100质量份的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合初产物，加入100-150质量份的脂肪族卤代烷烃，清洗温度低于所用卤代烷烃的沸点，搅拌速度在200-400r/min，搅拌时间为5-15min，真空抽滤，得到滤液和固体产物；/nS2、对S1中得到的固体产物再清洗，加入100-160质量份浓度为0.03-0.08％的乙二胺四乙酸溶液，溶液温度为80-100℃，搅拌速度在750-2500r/min，搅拌时间为5-15min，加热保持溶液温度在80-100℃，真空抽滤，得到滤液和固体产物；/nS3、对S2中得到的固体产物再清洗，加入100-200质量份的脱盐水，脱盐水的温度为40-100℃，搅拌速度在200-400r/min，搅拌时间为5-15min，真空抽滤，得到滤液和固体产物；/nS4、对S3中得到的固体产物再清洗，加入100-200质量份的脱盐水，脱盐水的温度为40-100℃，真空抽滤，得到滤液和固体产物；/nS5、将S4中得到的固体产物，在80-105℃下烘干12h。/n

【技术特征摘要】
1.聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的清洗方法，其特征在于，
包括下列步骤：
S1、取100质量份的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合初产物，加入100-150质量份的脂肪族卤代烷烃，清洗温度低于所用卤代烷烃的沸点，搅拌速度在200-400r/min，搅拌时间为5-15min，真空抽滤，得到滤液和固体产物；
S2、对S1中得到的固体产物再清洗，加入100-160质量份浓度为0.03-0.08％的乙二胺四乙酸溶液，溶液温度为80-100℃，搅拌速度在750-2500r/min，搅拌时间为5-15min，加热保持溶液温度在80-100℃，真空抽滤，得到滤液和固体产物；
S3、对S2中得到的固体产物再清洗，加入100-200质量份的脱盐水，脱盐水的温度为40-100℃，搅拌速度在...

【专利技术属性】
技术研发人员：庹新林，赵海林，
申请(专利权)人：中芳特纤股份有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：山东;37