CN104151601B - 一种从无纺布中提取聚苯硫醚的方法 - Google Patents

一种从无纺布中提取聚苯硫醚的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于提取方法技术领域，尤其涉及一种从无纺布中提取聚苯硫醚的方法，无纺布包括聚苯硫醚、聚四氟乙烯和聚酰亚胺纤维，该方法包括以下步骤：前处理、差异化熔融、破碎处理、分离。相对于现有技术，本发明通过先对用作高温过滤袋的无纺布进行去除杂质、烘干和剪切等预处理，然后采用差异化熔融的方法，使得熔点较低的聚酰亚胺纤维被分解，而熔点较高的聚苯硫醚、聚四氟乙烯则未被分解，而是保持原有特性，经过熔融处理后的无纺布再经过破碎处理，最后，采用旋风装置除去质量较轻的碳颗粒等，剩下聚苯硫醚颗粒和纤维状的聚四氟乙烯的混合物，由于纤维状的聚四氟乙烯带有静电，因此可以采用螺旋振动静电筛将其分离出来，剩下聚苯硫醚。

Description

一种从无纺布中提取聚苯硫醚的方法
技术领域
本发明属于提取方法技术领域，尤其涉及一种从用作高温过滤袋的无纺布中提取聚苯硫醚的方法。
背景技术
无纺布又称不织布，是由定向的或随机的纤维构成，是新一代的环保材料，具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激、可循坏再利用等诸多优点。
无纺布生产用纤维主要包括丙纶（PP）、涤纶（PET），此外，还有锦纶（PA）、粘胶纤维、腈纶、乙纶（HDPE）、氯纶（PVC）等。无纺布用途广泛，如制鞋、制革、床垫、装饰、汽车、印刷和夹具等。无纺布的其中一个具体用途就是用作高温过滤袋，目前，高温过滤袋的主要成分包括聚苯硫醚、纤维状的聚四氟乙烯和聚酰亚胺纤维，其中，纤维状的聚四氟乙烯和聚酰亚胺纤维是作为基体材料使用的，而聚苯硫醚则是植绒于基体材料之上。
至于聚苯硫醚，其英文简写为PPS，是一种新型高性能热塑性树脂，其具有优异的耐热性和耐化学药品性，并且具有机械强度高、难燃、热稳定性好和电性能优良等优点。在电子、汽车、机械及化工领域均有广泛应用。
但是，由于合成聚苯硫醚需要大量的化学材料和能源，而随着中国电子、电器、汽车行业的高速发展，进入21世纪以来，全球PPS生产与需求已趋于紧张，市场需求旺盛，PPS的生产却满足不了市场的需求。另一方面，含有聚苯硫醚纤维的无纺布在使用后被丢弃，导致大量的不可降解的无纺布被弃置，造成对环境的污染。
目前，还没有可以从无纺布中提取聚苯硫醚纤维的有效方法，因为如前所述，在用作高温过滤袋的无纺布中除含有聚苯硫醚外，还含有聚四氟乙烯（PTFE）和聚酰亚胺纤维（P84），因此，要从无纺布中将聚苯硫醚纤维分离出来是十分困难的。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种从用作高温过滤袋的无纺布中提取聚苯硫醚的方法，一方面可以减少废弃的无纺布对环境造成的污染和造成的经济损失，另一方面提取出的聚苯硫醚可以被重新利用，以缓解聚苯硫醚供需紧张的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种从无纺布中提取聚苯硫醚的方法，所述无纺布包括聚苯硫醚、聚四氟乙烯和聚酰亚胺纤维，该方法包括以下步骤：
第一步，前处理：收集整理无纺布，并剔除其表面的杂质颗粒；然后将整理后的无纺布放入温度为80℃～90℃的烘箱中，将无纺布烘干；再用剪切装置对无纺布进行分割处理；提出无纺布表面的杂质颗粒可以简化分离程序，防止分离出来的聚苯硫醚中还含有其它杂质；烘干无纺布的目的是防止水分对后续的熔融过程的影响；对无纺布进行剪切是为了减小无纺布的体积，从而提高后续的熔融处理的效率；
第二步，差异化熔融；将分割后的无纺布通过强制喂料机进料并输送到通有空气或氧气的熔融装置中，所述熔融装置至少包括两个温区，位于上游的温区的温度低于位于下游的温区的温度（即沿着熔融装置的物料走向，温度越来越高，例如，对于包括三个温区的熔融装置，上游温区的温度小于中游温区的温度，而中游温区的温度又低于下游温区的温度；再如，对于包括两个温区的熔融装置，上游温区的温度则小于下游温区的温度），并且位于最上游的温区的温度大于190℃，位于最下游的温区的温度小于280℃，经过熔融装置后聚酰亚胺纤维被分解，分解产物包括CO2等气体以及碳颗粒等固体，聚苯硫醚及聚四氟乙烯由于熔点较高，因此未被分解，而是仍保持原有特性；
第三步，破碎处理：使从熔融装置中输送出来的混合料冷却结晶，得到混合料，再采用破碎装置对混合料进行破碎处理，得到混合颗粒；破碎处理的目的是减小混合料的体积，便于后续的分离处理；
第四步，分离：通过旋风装置采用微粉除尘方式去除聚酰亚胺纤维被分解后形成的粉末颗粒，剩下聚苯硫醚颗粒和纤维状的聚四氟乙烯，再通过螺旋振动静电筛分离出聚四氟乙烯，得到聚苯硫醚颗粒。由于聚酰亚胺纤维被分解后形成的粉末颗粒主要是碳颗粒等轻质材料，因此通过微粉除尘方式即可将其除去，而聚苯硫醚颗粒和纤维状的聚四氟乙烯相较于碳颗粒而言为重质材料，因此可以从旋风装置中分离出来，而由于纤维状的聚四氟乙烯带有静电，因此，采用螺旋振动静电筛又可以将纤维状的聚四氟乙烯分离出去，如此，就只剩下聚苯硫醚了，从而实现了从无纺布中分离出聚苯硫醚的目的。
作为本发明从无纺布中提取聚苯硫醚的方法的一种改进，第一步对无纺布进行烘干后，无纺布的水分含量低于1wt.%，以防止聚酰亚胺纤维熔化粘接。
作为本发明从无纺布中提取聚苯硫醚的方法的一种改进，第一步对无纺布进行分割处理后，形成边长为2cm～3cm的正方形布块、长度为3cm～4cm且宽度为2cm～3cm的长方形布块或者直径为2～3cm的圆形布块。
作为本发明从无纺布中提取聚苯硫醚的方法的一种改进，第二步的熔融装置包括三个温区，位于上游的温区的温度为190℃～210℃，且不等于190℃，位于下游的温区的温度为260℃～275℃，位于中游的的温区的温度为220℃～250℃。
作为本发明从无纺布中提取聚苯硫醚的方法的一种改进，所述无纺布在位于上游的温区停留的时间为1h～3h，在位于中游的温区停留的时间为2h～4h，在位于下游的温区停留的时间为1h～3h。
作为本发明从无纺布中提取聚苯硫醚的方法的一种改进，第二步的熔融装置包括两个温区，位于上游的温区的温度为200℃～220℃，位于下游的温区的温度为250℃～275℃。
作为本发明从无纺布中提取聚苯硫醚的方法的一种改进，所述无纺布在位于上游的温区停留的时间为1h～2h，在位于下游的温区停留的时间为2h～6h。
以上仅是熔融装置中温度分区的两种实施方式，实际使用时，可以根据需要设置更多的温度分区。
作为本发明从无纺布中提取聚苯硫醚的方法的一种改进，第三步破碎处理后得到的混合颗粒的平均粒径为40目～80目。
相对于现有技术，本发明通过先对用作高温过滤袋的无纺布进行去除杂质、烘干和剪切等预处理，然后采用差异化熔融的方法，将熔融装置设置为几个温区，使得熔点较低的聚酰亚胺纤维被分解，部分形成CO2等气体，另一部分形成碳颗粒等颗粒物，而熔点较高的聚苯硫醚、聚四氟乙烯则未被分解，而是保持原有特性，经过熔融处理后的无纺布再经过破碎处理，形成粒径较为均匀的混合颗粒，最后，采用旋风装置除去质量较轻的碳颗粒等，剩下聚苯硫醚颗粒和纤维状的聚四氟乙烯的混合物，由于纤维状的聚四氟乙烯带有静电，因此可以采用螺旋振动静电筛将其分离出来，从而剩下聚苯硫醚，实现了将聚苯硫醚从用作高温过滤袋的无纺布中单独分离出来的目的。如此，一方面可以减少废弃的无纺布对环境造成的污染和造成的经济损失，另一方面提取出的聚苯硫醚可以被重新利用，以缓解聚苯硫醚供需紧张的问题。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的技术特点及其有益效果，下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步地说明，需要说明的是，实施例并不是对本发明保护范围的限制。
实施例1
如图1所示，本实施例提供的一种从无纺布中提取聚苯硫醚的方法，该无纺布包括聚苯硫醚、聚四氟乙烯和聚酰亚胺纤维，该方法包括以下步骤：
第一步，前处理：收集整理无纺布，并剔除其表面的杂质颗粒；然后将整理后的无纺布放入温度为85℃的烘箱中，将无纺布烘干，使其水分含量低于1wt.%；再用剪切装置对无纺布进行分割处理，形成边长为2cm～3cm的正方形布块。
第二步，差异化熔融；将分割后的无纺布通过强制喂料机进料并输送到通有空气的熔融装置中，所述熔融装置包括三个温区，位于上游的温区的温度为200℃，位于下游的温区的温度为270℃，位于中游的的温区的温度为230℃，并且无纺布在位于上游的温区停留的时间为2h，在位于中游的温区停留的时间为3h，在位于下游的温区停留的时间为2h；经过熔融装置后聚酰亚胺纤维被分解，聚苯硫醚及聚四氟乙烯未被分解，分解产物包括CO2等气体以及碳颗粒等固体，聚苯硫醚及聚四氟乙烯由于熔点较高，因此未被分解，而是仍保持原有特性。
第三步，破碎处理：使从熔融装置中输送出来的混合料冷却结晶，得到混合料，再采用破碎装置对混合料进行破碎处理，得到平均粒径为50目的混合颗粒；
第四步，分离：通过旋风装置采用微粉除尘方式去除聚酰亚胺纤维被分解后形成的粉末颗粒，剩下聚苯硫醚颗粒和纤维状的聚四氟乙烯，再通过螺旋振动静电筛分离出聚四氟乙烯，得到聚苯硫醚颗粒。
实施例2
如图1所示，本实施例提供的一种从无纺布中提取聚苯硫醚的方法，该无纺布包括聚苯硫醚、聚四氟乙烯和聚酰亚胺纤维，该方法包括以下步骤：
第一步，前处理：收集整理无纺布，并剔除其表面的杂质颗粒；然后将整理后的无纺布放入温度为80℃的烘箱中，将无纺布烘干，使其水分含量低于1wt.%；再用剪切装置对无纺布进行分割处理，形成长度为3cm～4cm且宽度为2cm～3cm的长方形布块。
第二步，差异化熔融；将分割后的无纺布通过强制喂料机进料并输送到通有空气的熔融装置中，所述熔融装置包括三个温区，位于上游的温区的温度为195℃，位于下游的温区的温度为265℃，位于中游的的温区的温度为240℃，并且无纺布在位于上游的温区停留的时间为3h，在位于中游的温区停留的时间为2h，在位于下游的温区停留的时间为1h；经过熔融装置后聚酰亚胺纤维被分解，聚苯硫醚及聚四氟乙烯未被分解，分解产物包括CO2等气体以及碳颗粒等固体，聚苯硫醚及聚四氟乙烯由于熔点较高，因此未被分解，而是仍保持原有特性。
第三步，破碎处理：使从熔融装置中输送出来的混合料冷却结晶，得到混合料，再采用破碎装置对混合料进行破碎处理，得到平均粒径为60目的混合颗粒；
第四步，分离：通过旋风装置采用微粉除尘方式去除聚酰亚胺纤维被分解后形成的粉末颗粒，剩下聚苯硫醚颗粒和纤维状的聚四氟乙烯，再通过螺旋振动静电筛分离出聚四氟乙烯，得到聚苯硫醚颗粒。
实施例3
如图1所示，本实施例提供的一种从无纺布中提取聚苯硫醚的方法，该无纺布包括聚苯硫醚、聚四氟乙烯和聚酰亚胺纤维，该方法包括以下步骤：
第一步，前处理：收集整理无纺布，并剔除其表面的杂质颗粒；然后将整理后的无纺布放入温度为90℃的烘箱中，将无纺布烘干，使其水分含量低于1wt.%；再用剪切装置对无纺布进行分割处理，形成直径为2～3cm的圆形布块。
第二步，差异化熔融；将分割后的无纺布通过强制喂料机进料并输送到通有空气的熔融装置中，所述熔融装置包括两个温区，位于上游的温区的温度为210℃，位于下游的温区的温度为265℃；并且无纺布在位于上游的温区停留的时间为2h，在位于下游的温区停留的时间为4h。经过熔融装置后聚酰亚胺纤维被分解，聚苯硫醚及聚四氟乙烯未被分解，分解产物包括CO2等气体以及碳颗粒等固体，聚苯硫醚及聚四氟乙烯由于熔点较高，因此未被分解，而是仍保持原有特性。
第三步，破碎处理：使从熔融装置中输送出来的混合料冷却结晶，得到混合料，再采用破碎装置对混合料进行破碎处理，得到平均粒径为70目的混合颗粒；
第四步，分离：通过旋风装置采用微粉除尘方式去除聚酰亚胺纤维被分解后形成的粉末颗粒，剩下聚苯硫醚颗粒和纤维状的聚四氟乙烯，再通过螺旋振动静电筛分离出聚四氟乙烯，得到聚苯硫醚颗粒。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种从无纺布中提取聚苯硫醚的方法，所述无纺布包括聚苯硫醚、聚四氟乙烯和聚酰亚胺纤维，其特征在于，该方法包括以下步骤：
第一步，前处理：收集整理无纺布，并剔除其表面的杂质颗粒；然后将整理后的无纺布放入温度为80℃～90℃的烘箱中，将无纺布烘干；再用剪切装置对无纺布进行分割处理；
第二步，差异化熔融；将分割后的无纺布通过强制喂料机进料并输送到通有空气或氧气的熔融装置中，所述熔融装置至少包括两个温区，位于上游的温区的温度低于位于下游的温区的温度，并且位于最上游的温区的温度大于190℃，位于最下游的温区的温度小于280℃，经过熔融装置后聚酰亚胺纤维被分解，聚苯硫醚及聚四氟乙烯未被分解；
第三步，破碎处理：使从熔融装置中输送出来的混合料冷却结晶，得到混合料，再采用破碎装置对混合料进行破碎处理，得到混合颗粒；
第四步，分离：通过旋风装置采用微粉除尘方式去除聚酰亚胺纤维被分解后形成的粉末颗粒，剩下聚苯硫醚颗粒和纤维状的聚四氟乙烯，再通过螺旋振动静电筛分离出聚四氟乙烯，得到聚苯硫醚颗粒。
2.根据权利要求1所述的从无纺布中提取聚苯硫醚的方法，其特征在于：第一步对无纺布进行烘干后，无纺布的水分含量低于1wt.%。
3.根据权利要求1所述的从无纺布中提取聚苯硫醚的方法，其特征在于：第一步对无纺布进行分割处理后，形成边长为2cm～3cm的正方形布块、长度为3cm～4cm且宽度为2cm～3cm的长方形布块或者直径为2～3cm的圆形布块。
4.根据权利要求1所述的从无纺布中提取聚苯硫醚的方法，其特征在于：第二步的熔融装置包括三个温区，位于上游的温区的温度为190℃～210℃，且不等于190℃，位于下游的温区的温度为260℃～275℃，位于中游的的温区的温度为220℃～250℃。
5.根据权利要求4所述的从无纺布中提取聚苯硫醚的方法，其特征在于：所述无纺布在位于上游的温区停留的时间为1h～3h，在位于中游的温区停留的时间为2h～4h，在位于下游的温区停留的时间为1h～3h。
6.根据权利要求1所述的从无纺布中提取聚苯硫醚的方法，其特征在于：第二步的熔融装置包括两个温区，位于上游的温区的温度为200℃～220℃，位于下游的温区的温度为250℃～275℃。
7.根据权利要求6所述的从无纺布中提取聚苯硫醚的方法，其特征在于：所述无纺布在位于上游的温区停留的时间为1h～2h，在位于下游的温区停留的时间为2h～6h。
8.根据权利要求1所述的从无纺布中提取聚苯硫醚的方法，其特征在于：第三步破碎处理后得到的混合颗粒的平均粒径为40目～80目。
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