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CN111499860A - 一种高效回收n-甲基吡咯烷酮溶剂的聚芳醚腈生产工艺 - Google Patents

一种高效回收n-甲基吡咯烷酮溶剂的聚芳醚腈生产工艺 Download PDF

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CN111499860A
CN111499860A CN202010388629.3A CN202010388629A CN111499860A CN 111499860 A CN111499860 A CN 111499860A CN 202010388629 A CN202010388629 A CN 202010388629A CN 111499860 A CN111499860 A CN 111499860A
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China
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methylpyrrolidone
methanol
poly
polyarylene ether
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刘孝波
徐明珍
贾坤
童利芬
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University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
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Abstract

本发明公开了一种高效回收N‑甲基吡咯烷酮溶剂的聚芳醚腈生产工艺,包括以下步骤:将N‑甲基吡咯烷酮、碳酸钾、2,6‑二氯苯甲腈、二元酚和甲苯混合,依次进行脱水反应和聚合反应,得高黏度聚芳醚腈溶液;然后切粒,并将聚芳醚腈微粒与甲醇一起输送至一级振动筛,完成N‑甲基吡咯烷酮的初步置换;再利用二级振动筛完成溶剂的二次置换;随后将聚芳醚腈微粒磨碎,并用甲醇进行萃取,再离心、水洗、干燥,得纯化的聚芳醚腈粉料;最后对置换液和离心液进行蒸馏,分离甲醇和N‑甲基吡咯烷酮。本发明工艺方法过程简单连续,保证生产高效率,低耗能,绿色环保,具有普适性,可适用于生产工艺相似的其他特种工程塑料的高沸点溶剂回收,易于推广。

Description

一种高效回收N-甲基吡咯烷酮溶剂的聚芳醚腈生产工艺
技术领域
本发明属于特种高分子生产技术领域,具体涉及一种高效回收N-甲基吡咯烷酮溶剂的聚芳醚腈生产工艺。
背景技术
聚芳醚腈是特种芳香醚类高分子中的一种,经由芳香族二元酚、碳酸钾及苯甲腈由亲核取代缩聚而成的一类热塑性高分子,其性能主要取决于所形成的高分子的分子量,因此,追求高的分子量及窄的分子量分布是目前大部分研究学者的研究目标。然而,对聚芳醚腈而言,分子结构中高的苯环含量及刚性链段,导致其在大多数的有机溶剂中极难溶解,合成过程中更是需要大量的高沸点溶剂(N-甲基吡咯烷酮)溶解反应原料,以保证聚合反应过程的充分彻底。此外,前期的工艺过程中需要在聚合反应结束后向聚合釜中补加大量的N-甲基吡咯烷酮溶剂对高黏度的溶液体系进行稀释,以满足后续沉淀、洗涤和分离的要求。综上,大量N-甲基吡咯烷酮溶剂的使用,不仅增加经济成本,溶剂的回收也是一大难题,同时,N-甲基吡咯烷酮溶剂的毒副作用也会给环境保护和绿色生产带来不小的压力。
近期的聚芳醚腈生产工艺研究中,研究学者提出一种连续化分离纯化技术,其中,工艺中改进了聚芳醚腈产品的分离纯化过程中大量使用N-甲基吡咯烷酮的技术路线,这在一定程度上减少了N-甲基吡咯烷酮溶剂的使用,减轻了溶剂回收的压力。但上述工艺在粉料的输送和离心过程中采用冷却液和萃取液反复萃取置换N-甲基吡咯烷酮溶剂,将N-甲基吡咯烷酮溶剂与冷却液和萃取液共混,这将会使后续共混溶剂体系分离的难度增大、步骤增多;尤其是在萃取釜中反复水洗粉料过程中,N-甲基吡咯烷酮将会与水形成共溶体系,会进一步增大溶剂回收的难度,降低N-甲基吡咯烷酮回收的效率。目前,N-甲基吡咯烷酮溶剂在聚芳醚腈高分子生产过程中的成本占比约为50%,而目前采用的工艺对N-甲基吡咯烷酮溶剂的回收效率仅为50%,同时采用的多级多组分的精馏塔装置也造成了大量的能源和人力物力消耗。因此,开发出一种简易、高效、绿色环保的高效回收N-甲基吡咯烷酮溶剂的连续化聚芳醚腈生产工艺是本领域人员亟需解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术,本发明提供一种高效回收N-甲基吡咯烷酮溶剂的聚芳醚腈生产工艺,以实现聚芳醚腈合成中N-甲基吡咯烷酮高效回收的目的。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:提供一种高效回收N-甲基吡咯烷酮溶剂的聚芳醚腈生产工艺,包括以下步骤:
S1:将碳酸钾和2,6-二氯苯甲腈加入到N-甲基吡咯烷酮中,混匀得反应溶液;然后将二元酚和甲苯加入反应溶液中,拌匀后依次进行脱水和聚合反应,得高黏度聚芳醚腈溶液;
S2:对S1所得高黏度聚芳醚腈溶液进行切粒处理,得聚芳醚腈微粒;
S3:将S2所得聚芳醚腈微粒与甲醇一起输送至一级振动筛进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行初步置换回收,所用甲醇与合成聚芳醚腈时所用N-甲基吡咯烷酮的体积比为1~1.5:1;
S4:将经过一级振动筛振动处理后的混合物输送至二级振动筛,并补加甲醇进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行二次置换回收,所补加的甲醇与加入一级振动筛中的甲醇的体积比为0.6~0.9:1;然后分离聚芳醚腈微粒和置换液;
S5:将经过S4处理后的聚芳醚腈微粒与甲醇按1:1.5~3的质量比混合,然后将混合物送入研磨装置磨碎,得聚芳醚腈粉浆;
S6:用甲醇对聚芳醚腈粉浆进行萃取,然后离心,分离聚芳醚腈粉料与离心液,再依次对聚芳醚腈粉料进行水洗和干燥处理,得纯化的聚芳醚腈粉料;
S7:合并置换液和离心液,蒸馏除去甲醇,完成N-甲基吡咯烷酮的回收。
采用本发明中的方法不仅可以得到高纯度的聚芳醚腈粉体,而且可以对合成原料N-甲基吡咯烷酮进行高效回收,并且在回收过程中只是以清洁环保的甲醇作为回收剂,不会对环境造成影响,而且成本低,操作简便,适合大规模生产。
甲醇是一种优异的有机物萃取剂,其可以将聚芳醚腈中的N-甲基吡咯烷酮全部置换出来,而且甲醇与N-甲基吡咯烷酮的沸点差别较大,最终通过蒸馏即可将两者分离开来,实现N-甲基吡咯烷酮的高效回收。在将聚芳醚腈的纯化过程中,先对聚芳醚腈微粒进行两级振动筛振动置换,分两次置换,不仅可以将聚芳醚腈微粒表面的N-甲基吡咯烷酮彻底置换除去,而且可以使用尽量少的甲醇完成N-甲基吡咯烷酮溶剂的置换,减少甲醇的总用量。然后,将聚芳醚腈微粒与甲醇混合磨浆,不仅可以保证磨粉的均匀性,而且磨粉过程中,聚芳醚腈微粒内部的N-甲基吡咯烷酮与甲醇接触,并溶入甲醇中,在提升聚芳醚腈纯度的同时,N-甲基吡咯烷酮的回收率得以提高。最后,用甲醇对聚芳醚腈浆料进行萃取,残存的N-甲基吡咯烷酮进入甲醇中,粉料的纯度进一步提高。经过上述处理,聚芳醚腈粉料中的N-甲基吡咯烷酮完全被置换到甲醇中,由于甲醇与N-甲基吡咯烷酮的沸点存在显著差异,通过蒸馏即可将两者分离,实现N-甲基吡咯烷酮回收利用的目的。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,S1中所用2,6-二氯苯甲腈、二元酚、碳酸钾、N-甲基吡咯烷酮和甲苯的摩尔比为1:1:1.1~1.8:2.5~3:0.5~1.25。
进一步,2,6-二氯苯甲腈、二元酚、碳酸钾、N-甲基吡咯烷酮和甲苯的摩尔比为1:1:1.5:2.5:1。
本发明通过控制反应原料的添加量以及各原料之间的配合关系,可实现对聚芳醚腈产品分子量高低及分子量分布的控制。将2,6-二氯苯甲腈、二元酚、碳酸钾、N-甲基吡咯烷酮和甲苯的摩尔比限制在上述范围内,可制备得到高分子量且分布较窄的高性能聚芳醚腈高分子,所制得的高黏度聚芳醚腈溶液的黏度为1000~2200Pa·s。
进一步,二元酚为以下二元酚中的一种或多种:
Figure BDA0002485000600000041
本发明采用上述几种二元酚,可以获得高分子量的高性能产品。
进一步,S1中脱水反应的反应温度为140~170℃,反应时间为2~4h;聚合反应的反应温度为180~200℃,反应时间为3~5h。
本发明将脱水反应的温度控制在140~170℃的范围内,时间控制在2~4h,可避免在脱水过程中发生聚合反应,保证脱水反应的顺利进行,同时使脱水反应更加彻底。将聚合反应的温度控制在180~200℃的范围内,时间控制在3~5h,在此条件下,可保证聚合反应高效充分的进行,得到高分子量的聚芳醚腈。
进一步,聚芳醚腈微粒为长度为0.2~0.5mm、直径为0.2~0.45mm的圆柱形颗粒。
进一步,聚芳醚腈粉料的粒度为150~300目。
将聚芳醚腈磨成粒度较小的粉料,与甲醇的接触面积增大,有利于后续纯化的进行,而且粒度较小的产品不容易包裹较多反应溶剂及碳酸钾,经萃取和水洗过程即可制得高纯度的产品。
进一步,S6中萃取和离心重复进行三次。
进一步,S6中萃取温度为20~25℃,萃取时间为10~30min;离心速率为800~1200rpm,离心时间为8~15min;聚芳醚腈粉料的干燥温度为50~70℃,干燥时间为20~30min。
进一步,S7中蒸馏温度为75~80℃,蒸馏时间为3~5h。
本发明的有益效果是:
本发明用于聚芳醚腈的连续化生产中的N-甲基吡咯烷酮溶剂的高效回收工艺改进,能够解决现有聚芳醚腈生产过程中存在的溶剂回收困难的问题,保证聚芳醚腈生产的连续性,绿色环保,并降低生产成本。
与传统聚芳醚腈生产工艺相比,本发明解决的问题有如下四点:1)合成反应结束后不需要补加大量高沸点溶剂稀释反应溶液,不会造成合成反应釜的占用而导致生产中断,亦不存在因大量溶剂的使用而造成资源的浪费;2)通过二级振动筛,实现对N-甲基吡咯烷酮溶剂的少量多次置换回收,且采用甲醇作为置换溶剂,沸点低,易分离,可有效保证N-甲基吡咯烷酮的高效率回收;3)采用三级胶体磨串联使用,可精准控制聚芳醚腈粉料的粒径,同时提高聚芳醚腈产品的粉碎和输送速度,提高整套装置的连续化生产效率;4)与传统萃取釜相比,本发明在传统萃取釜基础上设计适用于本产品颗粒大小的离心滤网和电加热辅助设备,实现萃取釜的萃取、离心、干燥多重功能一体化,不再需要设置管道输送含有一定量水分的固体粉料,简化管道的设计和工艺过程,降低工艺流程设计成本并消除管道输送环节的安全隐患。综上,本发明提供的工艺方法过程简单,可保证生产的连续性,效率高,且能耗低、绿色环保,具有普适性,易于推广。
具体实施方式
以下的实施例在于详细说明本发明,只是本发明的较佳实施例,并非限制本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高效回收N-甲基吡咯烷酮溶剂的连续化聚芳醚腈生产工艺,包括以下步骤:
S1:将150mol的碳酸钾和100mol的2,6-二氯苯甲腈加入到250mol的N-甲基吡咯烷酮中,混匀得反应溶液;然后将100mol如式I所示的二元酚和100mol的甲苯加入反应溶液中,拌匀后在140℃条件下脱水反应2h,然后在180℃下聚合反应3h,得高黏度聚芳醚腈溶液;
Figure BDA0002485000600000061
S2:将S1所得高黏度聚芳醚腈溶液导入高压釜,该高压釜的出料口设置铸带头、切粒刀头和冷却喷溅装置,启动切粒刀头和冷却喷溅装置,在压力泵的作用下将高黏度聚芳醚腈溶液输送至出料口铸带头处,将其切成长度为0.5mm左右、直径为0.3mm左右的圆柱形颗粒,得聚芳醚腈微粒;
S3:将S2所得聚芳醚腈微粒与甲醇一起输送至一级振动筛进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行初步置换回收,所用甲醇与合成聚芳醚腈时所用N-甲基吡咯烷酮的体积比为1:1;
S4:将经过一级振动筛振动处理后的混合物输送至二级振动筛,并补加甲醇进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行二次置换回收,所补加的甲醇与加入一级振动筛中的甲醇的体积比为0.8:1;然后分离聚芳醚腈微粒和置换液;
S5:将经过S4处理后的聚芳醚腈微粒与甲醇按1:2的质量比混合,然后将混合物送入胶体磨,进行碾磨粉碎;经三级胶体磨的三重粉碎后得聚芳醚腈粉浆;
S6:将S5所得聚芳醚腈粉浆经管道输送至离心釜,用甲醇在25℃下萃取10min,然后以800rpm的速率离心8min,分离聚芳醚腈粉料与离心液;重复上述操作三次。再依次对聚芳醚腈粉料进行水洗和干燥处理,得纯化的聚芳醚腈粉料;干燥温度为50℃,干燥时间为20min。
S7:合并S4中的置换液和S6中的离心液,在80℃下蒸馏3h,除去甲醇,完成N-甲基吡咯烷酮的回收。
实施例2
一种高效回收N-甲基吡咯烷酮溶剂的连续化聚芳醚腈生产工艺,包括以下步骤:
S1:将180mol的碳酸钾和100mol的2,6-二氯苯甲腈加入到300mol的N-甲基吡咯烷酮中,混匀得反应溶液;然后将100mol如式II所示的二元酚和50mol的甲苯加入反应溶液中,拌匀后在150℃条件下脱水反应2.5h,然后在185℃下聚合反应3.5h,得高黏度聚芳醚腈溶液;
Figure BDA0002485000600000071
S2:将S1所得高黏度聚芳醚腈溶液导入高压釜,该高压釜的出料口设置铸带头、切粒刀头和冷却喷溅装置,启动切粒刀头和冷却喷溅装置,在压力泵的作用下将高黏度聚芳醚腈溶液输送至出料口铸带头处,将其切成长度为0.2mm左右、直径为0.2mm左右的圆柱形颗粒,得聚芳醚腈微粒;
S3:将S2所得聚芳醚腈微粒与甲醇一起输送至一级振动筛进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行初步置换回收,所用甲醇与合成聚芳醚腈时所用N-甲基吡咯烷酮的体积比为1.5:1;
S4:将经过一级振动筛振动处理后的混合物输送至二级振动筛,并补加甲醇进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行二次置换回收,所补加的甲醇与加入一级振动筛中的甲醇的体积比为0.6:1;然后分离聚芳醚腈微粒和置换液;
S5:将经过S4处理后的聚芳醚腈微粒与甲醇按1:1.5的质量比混合,然后将混合物送入胶体磨,进行碾磨粉碎;经三级胶体磨的三重粉碎后得聚芳醚腈粉浆;
S6:将S5所得聚芳醚腈粉浆经管道输送至离心釜,用甲醇在24℃下萃取15min,然后以900rpm的速率离心10min,分离聚芳醚腈粉料与离心液;重复上述操作三次。再依次对聚芳醚腈粉料进行水洗和干燥处理,得纯化的聚芳醚腈粉料;干燥温度为55℃,干燥时间为22min。
S7:合并S4中的置换液和S6中的离心液,在75℃下蒸馏5h,除去甲醇,完成N-甲基吡咯烷酮的回收。
实施例3
一种高效回收N-甲基吡咯烷酮溶剂的连续化聚芳醚腈生产工艺,包括以下步骤:
S1:将110mol的碳酸钾和100mol的2,6-二氯苯甲腈加入到250mol的N-甲基吡咯烷酮中,混匀得反应溶液;然后将100mol如式III所示的二元酚和125mol的甲苯加入反应溶液中,拌匀后在160℃条件下脱水反应3h,然后在190℃下聚合反应4h,得高黏度聚芳醚腈溶液;
Figure BDA0002485000600000091
S2:将S1所得高黏度聚芳醚腈溶液导入高压釜,该高压釜的出料口设置铸带头、切粒刀头和冷却喷溅装置,启动切粒刀头和冷却喷溅装置,在压力泵的作用下将高黏度聚芳醚腈溶液输送至出料口铸带头处,将其切成长度为0.5mm左右、直径为0.2mm左右的圆柱形颗粒,得聚芳醚腈微粒;
S3:将S2所得聚芳醚腈微粒与甲醇一起输送至一级振动筛进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行初步置换回收,所用甲醇与合成聚芳醚腈时所用N-甲基吡咯烷酮的体积比为1.5:1;
S4:将经过一级振动筛振动处理后的混合物输送至二级振动筛,并补加甲醇进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行二次置换回收,所补加的甲醇与加入一级振动筛中的甲醇的体积比为0.9:1;然后分离聚芳醚腈微粒和置换液;
S5:将经过S4处理后的聚芳醚腈微粒与甲醇按1:2的质量比混合,然后将混合物送入胶体磨,进行碾磨粉碎;经三级胶体磨的三重粉碎后得聚芳醚腈粉浆;
S6:将S5所得聚芳醚腈粉浆经管道输送至离心釜,用甲醇在22℃下萃取20min,然后以1000rpm的速率离心12min,分离聚芳醚腈粉料与离心液;重复上述操作三次。再依次对聚芳醚腈粉料进行水洗和干燥处理,得纯化的聚芳醚腈粉料;干燥温度为60℃,干燥时间为26min。
S7:合并S4中的置换液和S6中的离心液,在75℃下蒸馏4h,除去甲醇,完成N-甲基吡咯烷酮的回收。
实施例4
一种高效回收N-甲基吡咯烷酮溶剂的连续化聚芳醚腈生产工艺,包括以下步骤:
S1:将150mol的碳酸钾和100mol的2,6-二氯苯甲腈加入到300mol的N-甲基吡咯烷酮中,混匀得反应溶液;然后将100mol如式IV所示的二元酚和100mol的甲苯加入反应溶液中,拌匀后在170℃条件下脱水反应3.5h,然后在195℃下聚合反应4.5h,得高黏度聚芳醚腈溶液;
Figure BDA0002485000600000101
S2:将S1所得高黏度聚芳醚腈溶液导入高压釜,该高压釜的出料口设置铸带头、切粒刀头和冷却喷溅装置,启动切粒刀头和冷却喷溅装置,在压力泵的作用下将高黏度聚芳醚腈溶液输送至出料口铸带头处,将其切成长度为0.5mm左右、直径为0.45mm左右的圆柱形颗粒,得聚芳醚腈微粒;
S3:将S2所得聚芳醚腈微粒与甲醇一起输送至一级振动筛进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行初步置换回收,所用甲醇与合成聚芳醚腈时所用N-甲基吡咯烷酮的体积比为1:1;
S4:将经过一级振动筛振动处理后的混合物输送至二级振动筛,并补加甲醇进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行二次置换回收,所补加的甲醇与加入一级振动筛中的甲醇的体积比为0.9:1;然后分离聚芳醚腈微粒和置换液;
S5:将经过S4处理后的聚芳醚腈微粒与甲醇按1:3的质量比混合,然后将混合物送入胶体磨,进行碾磨粉碎;经三级胶体磨的三重粉碎后得聚芳醚腈粉浆;
S6:将S5所得聚芳醚腈粉浆经管道输送至离心釜,用甲醇在20℃下萃取25min,然后以1100rpm的速率离心13min,分离聚芳醚腈粉料与离心液;重复上述操作三次。再依次对聚芳醚腈粉料进行水洗和干燥处理,得纯化的聚芳醚腈粉料;干燥温度为65℃,干燥时间为28min。
S7:合并S4中的置换液和S6中的离心液,在80℃下蒸馏4h,除去甲醇,完成N-甲基吡咯烷酮的回收。
实施例5
一种高效回收N-甲基吡咯烷酮溶剂的连续化聚芳醚腈生产工艺,包括以下步骤:
S1:将150mol的碳酸钾和100mol的2,6-二氯苯甲腈加入到250mol的N-甲基吡咯烷酮中,混匀得反应溶液;然后将50mol如式I所示的二元酚和50mol如式III所示的二元酚以及100mol的甲苯加入反应溶液中,拌匀后在140℃条件下脱水反应2h,然后在180℃下聚合反应3h,得高黏度聚芳醚腈溶液;
Figure BDA0002485000600000111
S2:将S1所得高黏度聚芳醚腈溶液导入高压釜,该高压釜的出料口设置铸带头、切粒刀头和冷却喷溅装置,启动切粒刀头和冷却喷溅装置,在压力泵的作用下将高黏度聚芳醚腈溶液输送至出料口铸带头处,将其切成长度为0.5mm左右、直径为0.3mm左右的圆柱形颗粒,得聚芳醚腈微粒;
S3:将S2所得聚芳醚腈微粒与甲醇一起输送至一级振动筛进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行初步置换回收,所用甲醇与合成聚芳醚腈时所用N-甲基吡咯烷酮的体积比为1:1;
S4:将经过一级振动筛振动处理后的混合物输送至二级振动筛,并补加甲醇进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行二次置换回收,所补加的甲醇与加入一级振动筛中的甲醇的体积比为0.8:1;然后分离聚芳醚腈微粒和置换液;
S5:将经过S4处理后的聚芳醚腈微粒与甲醇按1:2的质量比混合,然后将混合物送入胶体磨,进行碾磨粉碎;经三级胶体磨的三重粉碎后得聚芳醚腈粉浆;
S6:将S5所得聚芳醚腈粉浆经管道输送至离心釜,用甲醇在25℃下萃取10min,然后以800rpm的速率离心8min,分离聚芳醚腈粉料与离心液;重复上述操作三次。再依次对聚芳醚腈粉料进行水洗和干燥处理,得纯化的聚芳醚腈粉料;干燥温度为50℃,干燥时间为20min。
S7:合并S4中的置换液和S6中的离心液,在80℃下蒸馏3h,除去甲醇,完成N-甲基吡咯烷酮的回收。
结果分析
实施例1制得的聚芳醚腈产物,其薄膜样品的拉伸强度为98MPa左右,热分解温度(T5%)为505℃,玻璃化转变温度(Tg)为180℃,产物钾离子含量(指定纯度)为130ppm,N-甲基吡咯烷酮溶剂回收率为85%。
实施例2制得的聚芳醚腈产物,其薄膜样品的拉伸强度为102MPa左右,热分解温度(T5%)为515℃,玻璃化转变温度(Tg)为185℃,产物钾离子含量(指定纯度)为132ppm,N-甲基吡咯烷酮溶剂回收率为88%。
实施例3制得的聚芳醚腈产物,其薄膜样品的拉伸强度为93MPa左右,热分解温度(T5%)为512℃,玻璃化转变温度(Tg)为181℃,产物钾离子含量(指定纯度)为127ppm,N-甲基吡咯烷酮溶剂回收率为82%。
实施例4制得的聚芳醚腈产物,其薄膜样品的拉伸强度为99MPa左右,热分解温度(T5%)为510℃,玻璃化转变温度(Tg)为184℃,产物钾离子含量(指定纯度)为129ppm,N-甲基吡咯烷酮溶剂回收率为80%。
实施例5制得的聚芳醚腈产物,其薄膜样品的拉伸强度为108MPa左右,热分解温度(T5%)为519℃,玻璃化转变温度(Tg)为186℃,产物钾离子含量(指定纯度)为134ppm,N-甲基吡咯烷酮溶剂回收率为86%。
上述实施例1~5制成的聚芳醚腈产物,其薄膜样品的拉伸强度说明得到高分子量的聚芳醚腈,热分解温度和玻璃化转变温度说明分子结构较规整且无缺陷,分子结构规整;钾离子含量说明最终产品为高纯度聚芳醚腈,N-甲基吡咯烷酮溶剂的回收率说明该工艺方法能实现溶剂的高效回收。
虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了详细地描述,但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内,本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种高效回收N-甲基吡咯烷酮溶剂的聚芳醚腈生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将碳酸钾和2,6-二氯苯甲腈加入到N-甲基吡咯烷酮中,混匀得反应溶液;然后将二元酚和甲苯加入反应溶液中,拌匀后依次进行脱水和聚合反应,得高黏度聚芳醚腈溶液;
S2:对S1所得高黏度聚芳醚腈溶液进行切粒处理,得聚芳醚腈微粒;
S3:将S2所得聚芳醚腈微粒与甲醇一起输送至一级振动筛进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行初步置换回收,所用甲醇与合成聚芳醚腈时所用N-甲基吡咯烷酮的体积比为1~1.5:1;
S4:将经过一级振动筛振动处理后的混合物输送至二级振动筛,并补加甲醇进行振动,对N-甲基吡咯烷酮进行二次置换回收,所补加的甲醇与加入一级振动筛中的甲醇的体积比为0.6~0.9:1;然后分离聚芳醚腈微粒和置换液;
S5:将经过S4处理后的聚芳醚腈微粒与甲醇按1:1.5~3的质量比混合,然后将混合物送入研磨装置磨碎,得聚芳醚腈粉浆;
S6:用甲醇对聚芳醚腈粉浆进行萃取,然后离心,分离聚芳醚腈粉料与离心液,再依次对聚芳醚腈粉料进行水洗和干燥处理,得纯化的聚芳醚腈粉料;
S7:合并置换液和离心液,蒸馏除去甲醇,完成N-甲基吡咯烷酮的回收。
2.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于:S1中所用2,6-二氯苯甲腈、二元酚、碳酸钾、N-甲基吡咯烷酮和甲苯的摩尔比为1:1:1.1~1.8:2.5~3:0.5~1.25。
3.根据权利要求2所述的生产工艺,其特征在于:所述2,6-二氯苯甲腈、二元酚、碳酸钾、N-甲基吡咯烷酮和甲苯的摩尔比为1:1:1.5:2.5:1。
4.根据权利要求1~3任一项所述的生产工艺,其特征在于:所述二元酚为以下二元酚中的一种或多种:
Figure FDA0002485000590000021
5.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于:S1中脱水反应的反应温度为140~170℃,反应时间为2~4h;聚合反应的反应温度为180~200℃,反应时间为3~5h。
6.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于:所述聚芳醚腈微粒为长度为0.2~0.5mm、直径为0.2~0.45mm的圆柱形颗粒。
7.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于:所述聚芳醚腈粉料的粒度为150~300目。
8.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于:S6中萃取和离心重复进行三次。
9.根据权利要求1或8所述的生产工艺,其特征在于:萃取温度为20~25℃,萃取时间为10~30min;离心速率为800~1200rpm,离心时间为8~15min。
10.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于:S7中蒸馏温度为75~80℃,蒸馏时间为3~5h。
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