TWI797389B - 分離與回收聚芳硫醚之方法以及聚芳硫醚的製備方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露是有關於一種更高效地分離與回收聚芳硫醚之方 法，所述聚芳硫醚在聚合後被處理成模製產品時表現出優異的強度、耐熱性、阻燃性及可處理性。本揭露也提供一種聚芳硫醚的製備方法。

Description

分離與回收聚芳硫醚之方法以及聚芳硫醚的製 備方法
本揭露是有關於一種更高效地分離與回收聚芳硫醚之方法，所述聚芳硫醚在聚合後被處理成模製產品時表現出優異的強度、耐熱性、阻燃性及可處理性。
[相關申請案的交叉參考]
本申請案主張於2018年10月19日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2018-0125504號以及於2019年10月17日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2019-0129386號的權益，所述韓國專利申請案的揭露內容全文併入本案供參考。
由聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，PPS)表示的聚芳硫醚(polyarylene sulfide，PAS)由於其優異的強度、耐熱性、阻燃性及可處理性，已被廣泛用於汽車、電氣及電子產品、機械等以代 替金屬，尤其是壓鑄金屬(例如鋁及鋅)。特別地，由於PPS樹脂具有優異的可流動性，因此適合藉由與例如玻璃纖維或增強劑等填料捏合而將其用作化合物。
一般而言，PAS是藉由在醯胺系化合物(例如N-甲基吡咯啶酮(N-methyl pyrrolidone，NMP))存在下將硫源與二鹵代芳族化合物聚合製備的。由於此種方法的聚合反應是脫鹽縮聚機制，因此會產生大量副產物，例如氯化鈉。因此，在聚合反應後需要移除副產物的製程。然而，在一般處理中難以完全移除副產物，且市售的通用PPS產品含有約數千ppm的鹼金屬。當鹼金屬鹽保留在所得聚合物中時，可能發生物理性質(例如電性質)的劣化。因此，當藉由使用此種PAS作為原材料製備的模製產品應用於電氣及電子組件時，由PAS中的鹼金屬引起的電氣性質的劣化是一大障礙。
因此，當前已知用於自PAS組分移除副產物(例如氯化鈉)的各種方法。例如，日本專利公開案第1986-220446號揭露一種用水及熱水反覆洗滌含有PPS的反應產物，然後用酸性水溶液洗滌，接著用離子交換水洗滌的方法，其中PPS是藉由使氫硫化鈉、氫氧化鈉及對二氯苯在N-甲基-2-吡咯啶酮中反應而獲得。
具體而言，為移除PAS製造製程中產生的金屬化合物(副產物)，使含有固體PAS及金屬化合物的混合物與水接觸，且將金屬化合物溶解在水中並自PAS移除。然而，此種方法需要使用大量的水進行長時間的洗滌以移除金屬雜質，且因此非常大且複雜的製程是必不可少的。此外，存在亦需要處理洗滌製程中產生的大 量水性廢水且處理成本及環境污染物的排放為高的問題。最近，已知一種自PAS組分移除副產物(例如氯化鈉)的方法，其中PAS組分是藉由使用振動網過濾來分離，而氯化鈉與廢漿料一起通過。然而，在此種情況下，網孔被氯化鈉細粉堵塞，因而會降低若干次過濾製程後的分離效率。
因此，持續需要開發一種在聚合之後更高效地分離與回收聚芳硫醚而不降低分離效率，同時使整個製程的大小最小化且使能耗及洗滌成本最小化的製程。
本揭露提供一種更高效地分離與回收聚芳硫醚之方法，所述聚芳硫醚在聚合後被處理成模製產品時表現出優異的強度、耐熱性、阻燃性及可處理性。
本揭露亦提供一種包括如上所述的回收製程的聚芳硫醚的製備方法。
根據本揭露的一個實施例，提供一種分離與回收聚芳硫醚之方法，所述方法包括以下步驟：使用傾析器離心分離器(decanter centrifugal separator)在1000轉/分鐘(rpm)至2500轉/分鐘下，藉由沈降分離聚芳硫醚顆粒，然後藉由沈降自含有聚芳硫醚顆粒、鹼金屬鹵化物顆粒及醯胺系化合物的混合溶液移除 鹼金屬鹵化物顆粒。
根據本揭露的另一實施例，提供一種聚芳硫醚的製備方法，所述方法包括以下步驟：藉由在水及醯胺系化合物的混合溶劑中使鹼金屬的氫硫化物及鹼金屬的氫氧化物脫水來製備包括鹼金屬的硫化物以及水及醯胺系化合物的混合溶劑的硫源；藉由向含有硫源的反應器中添加二鹵代芳族化合物及醯胺系化合物且執行聚合反應來製備聚芳硫醚顆粒以及鹼金屬鹵化物顆粒；以及使用傾析器離心分離器在1000轉/分鐘至2500轉/分鐘下藉由沈降分離聚芳硫醚顆粒，然後藉由沈降自含有聚芳硫醚顆粒、鹼金屬鹵化物顆粒及醯胺系化合物的混合溶液移除鹼金屬鹵化物顆粒。
如上所述，在本揭露中，聚芳硫醚顆粒可首先依據粒徑的差異藉由沈降分離，然後可將鹼金屬鹵化物顆粒與廢液一起移除而不會由於鹼金屬鹵化物顆粒而降低分離效率。因此，即使連續分離若干次，本揭露亦可以高分離效率高效地分離與回收聚芳硫醚顆粒。
圖1是根據本揭露一個實施例的實例1中的回收聚芳硫醚的製程的示意圖。
圖2是示出根據實例1的在傾析器離心分離器中首先藉由沈 降分離聚芳硫醚顆粒，然後沈降並移除鹼金屬鹵化物顆粒的製程的示意圖。
圖3是根據先前技術的比較例1中的回收聚芳硫醚的製程的示意圖。
圖4是示出根據比較例1在振動網中過濾聚芳硫醚顆粒以在上部部分上分離與回收所述聚芳硫醚顆粒，然後藉由使其向下通過來移除鹼金屬鹵化物顆粒的製程的示意圖。
在本揭露中，使用用語「第一」、「第二」等來闡述各種組件，且該些用語僅用於將某個組件與其他組件區分開來。
本文使用的術語僅用於闡述特定實施例，且不旨在限制本發明。除非上下文另外清晰地指出，否則單數形式亦旨在包括複數形式。更將理解，用語「包括」、「具有」或「擁有」當用於本說明書中時，具體說明所陳述的特徵、數目、步驟、組件或其組合的存在，但不排除一或多個其他特徵、數目、步驟、組件或其組合的存在或添加。
由於本發明可進行各種修改且具有各種形式，因此其具體實施例是藉由實例示出，且將詳細闡述。然而，不旨在將本發明限制於所揭露的特定形式，且應理解，本發明包括處於本發明的思想及技術範圍內的所有修改、等效形式及替代。
以下，將詳細地闡述本揭露。
本揭露提供一種自含有聚芳硫醚顆粒及鹼金屬鹵化物顆粒的混合溶液高效地回收聚芳硫醚顆粒之方法。
具體而言，本揭露可使用傾析器離心分離器藉由以下方式來移除鹼金屬鹵化物顆粒與廢液：依據粒徑的差異藉由沈降分離聚芳硫醚顆粒然後是鹼金屬鹵化物顆粒，以自含有在聚芳硫醚(PAS)製造製程中產生的聚芳硫醚顆粒及作為副產物的鹼金屬鹵化物顆粒以及醯胺系化合物的廢液高效地分離聚芳硫醚顆粒。因此，即使連續分離若干次，本揭露亦可高效地分離與回收聚芳硫醚顆粒而不降低分離效率。
根據本揭露的一個實施例，分離與回收聚芳硫醚之方法包括以下步驟：使用傾析器離心分離器在1000轉/分鐘至2500轉/分鐘下，藉由沈降分離聚芳硫醚顆粒，然後藉由沈降自含有聚芳硫醚顆粒、鹼金屬鹵化物顆粒及醯胺系化合物的混合溶液移除鹼金屬鹵化物顆粒。
在分離與回收聚芳硫醚之方法中，使用傾析器離心分離器代替傳統振動網，使得可解決因網孔堵塞而導致分離效率低的問題。亦即，當聚芳硫醚顆粒藉由過濾來分離與回收時，在若干次過濾製程之後，網孔被鹼金屬鹵化物顆粒堵塞，因而會降低分離效率。然而，本揭露的特徵在於，即使連續分離若干次，分離效率仍不會降低。
特別地，本揭露在1000轉/分鐘至2500轉/分鐘下使用傾析器離心分離器，且不依據眾所習知的顆粒比重差異藉由沈降執 行分離。具體而言，本揭露的特徵在於，儘管鹼金屬鹵化物顆粒(例如氯化鈉)的比重高，然而聚芳硫醚顆粒首先藉由取決於粒徑差異的沈降速度差異來分離與回收。
傾析器離心分離器可在1000轉/分鐘至2500轉/分鐘下使用，以依據粒徑的差異來產生沈降速度的差異。當傾析器離心分離器在高於2500轉/分鐘下使用時，鹼金屬鹵化物的沈降會加速，導致聚芳硫醚(PAS)析出，且因而會降低分離效率。當傾析器離心分離器在低於1000轉/分鐘下使用時，沈降需要很長時間，因而會增加聚芳硫醚(PAS)中的廢液量。
此時，傾析器離心分離器可在室溫至180℃的溫度及常壓至5巴的壓力下使用。此處，室溫是指常壓下的環境溫度，且可為約20℃至約28℃或約22℃至約26℃。此外，常壓是指沒有單獨減低的壓力或加壓條件的大氣壓，且可為約0.95大氣壓至約1.1大氣壓或約0.95巴至約1.1巴。
可用於根據本揭露的分離與回收聚芳硫醚的製程中的傾析器離心分離器的具體種類不受特別限制。例如，傾析器離心分離器一般是市售的，且此種市售分離器可用於本揭露中。
傾析器離心分離器是一種能夠藉由使用離心力沈降、脫水、濃縮等來分離液體-液體混合物或液體-固體混合物的裝置。一般而言，已知傾析器離心分離器依據比重的差異(即顆粒的密度)來沈降及分離具有大比重的顆粒。然而，本揭露的特徵在於傾析器離心分離器是在最佳條件下操作，以首先藉由沈降分離聚芳硫醚 顆粒，然後依據粒徑的差異，而非比重的差異，藉由沈降移除鹼金屬鹵化物顆粒。
本揭露自含有在聚芳硫醚(PAS)製造製程中產生的聚芳硫醚顆粒、各種無機鹽及雜質的廢液高效地分離聚芳硫醚顆粒。因此，引入傾析器離心分離器的混合溶液可為在聚芳硫醚的合成或洗滌製程中產生的廢液或其混合液體，且除了聚芳硫醚顆粒、鹼金屬鹵化物顆粒以及醯胺系化合物之外，可更含有選自由氫氧化鈉(NaOH)、乙酸鈉(NaOAc)、硫化鈉(Na2S)、氫硫化鈉(NaSH)及對二氯苯組成的群組中的至少一種。
此處，聚芳硫醚顆粒的具體實例包括聚苯硫醚(PPS)。
聚芳硫醚顆粒可具有100微米(μm)至2000微米(μm)或150微米至1800微米的粒徑。
例如，聚芳硫醚的粒徑可使用具有各種篩大小(例如100微米、40微米或10微米)的標準網篩來量測。量測聚芳硫醚的粒徑的具體條件不受特別限制。例如，可在聚芳硫醚顆粒在60%至78%的相對濕度下在約22℃至26℃下儲存至少約3小時、較佳地至少約6小時、至少約9小時、至少約15小時或至少約24小時後量測粒徑。
此外，聚芳硫醚顆粒可具有1克/立方公分至1.5克/立方公分或1.1克/立方公分至1.45克/立方公分的密度。
例如，密度可藉由美國測試及材料協會(American Society for Testing and Materials，ASTM)D 1505的方法來量測。
同時，在聚芳硫醚(PAS)製造製程中作為副產物與聚芳硫醚顆粒一起產生的鹼金屬鹵化物顆粒的具體實例包括氯化鈉(NaCl)、碘化鈉(NaI)等，且可使用其任何一種或者兩種或更多種的混合物。
鹼金屬鹵化物顆粒可具有5微米至30微米或6微米至28微米的粒徑。
此外，鹼金屬鹵化物顆粒可具有1.9克/立方公分至3克/立方公分或3克/立方公分至2.8克/立方公分的密度。
此處，鹼金屬鹵化物顆粒的大小及密度可以與聚芳硫醚顆粒相同的方式量測。
此外，在聚芳硫醚(PAS)製造製程中產生的聚芳硫醚顆粒及作為副產物的鹼金屬鹵化物顆粒所含有的醯胺系化合物用於離心分離聚合後得到的漿料，且可包括可用於聚合製程中的溶劑。醯胺系化合物的具體實例包括醯胺化合物，例如N,N-二甲基甲醯胺(N,N-dimethylformamide)或N,N-二甲基乙醯胺(N,N-dimethylacetamide)；吡咯啶酮化合物，例如N-甲基-2-吡咯啶酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)或N-環己基-2-吡咯啶酮(N-cyclohexyl-2-pyrrolidone)；己內醯胺化合物，例如N-甲基-ε-己內醯胺(N-methyl-ε-caprolactam)；咪唑啶酮化合物，例如1,3-二烷基-2-咪唑啶酮(1,3-dialkyl-2-imidazolidinone)；脲化合物，例如四甲基脲(tetramethyl urea)；磷酸醯胺化合物，例如六甲基磷酸三醯胺(hexamethyl phosphate triamide)；及類似化合物，且可使用 其任何一種或者兩種或更多種的混合物。其中，醯胺系化合物可較佳地為常用於聚合製程中的N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)。
如上所述，藉由使用傾析器離心分離器根據分離與回收聚芳硫醚之方法，可首先依據粒徑的差異藉由沈降來分離聚芳硫醚顆粒，然後藉由沈降將鹼金屬鹵化物顆粒與廢液一起移除。因此，即使連續分離若干次，本揭露亦可高效地分離與回收聚芳硫醚顆粒而不降低分離效率。
特別地，在不利用單獨的乾燥製程的情況下根據本揭露在過濾製程後分離及回收的聚芳硫醚的濕慮餅的水分含量可為約45重量%或小於45重量%、約40重量%或小於40重量%、或約35重量%或小於35重量%。以聚芳硫醚的濕慮餅中的聚芳硫醚的重量計，鹼金屬鹵化物的含量可為約50重量%或小於50重量%、約40重量%或小於40重量%、或約30重量%或小於30重量%。
同時，根據本揭露的另一實施例，提供一種包括如上所述的回收製程的聚芳硫醚的製備方法。
聚芳硫醚的製備方法包括以下步驟：藉由在水及醯胺系化合物的混合溶劑中使鹼金屬的氫硫化物及鹼金屬的氫氧化物脫水來製備包括鹼金屬的硫化物以及水及醯胺系化合物的混合溶劑的硫源(第一步驟)；藉由向含有硫源的反應器中添加二鹵代芳族化合物及醯胺系化合物且執行聚合反應來製備聚芳硫醚顆粒以及鹼金屬鹵化物顆粒(第二步驟)；以及使用傾析器離心分離器在1000轉/分鐘至2500轉/分鐘下藉由沈降分離聚芳硫醚顆粒，然後 藉由沈降自含有聚芳硫醚顆粒、鹼金屬鹵化物顆粒及醯胺系化合物的混合溶液移除鹼金屬鹵化物顆粒(第三步驟)。
將在每一步驟中闡述根據本揭露的另一實施例的聚芳硫醚的製備方法。
上述第一步驟是製備硫源。
藉由在水及醯胺系化合物的混合溶劑中使鹼金屬的氫硫化物及鹼金屬的氫氧化物脫水來製備硫源。因此，硫源可包括脫水後剩餘的水及醯胺系化合物的混合溶劑以及藉由使鹼金屬的氫硫化物與鹼金屬的氫氧化物反應而製備的鹼金屬的硫化物。
同時，鹼金屬的硫化物可依據反應中使用的鹼金屬的氫硫化物的類型來確定。其具體實例包括硫化鋰、硫化鈉、硫化鉀、硫化銣及硫化銫，且可使用其任何一種或者兩種或更多種的混合物。
可用於藉由使鹼金屬的氫硫化物與鹼金屬的氫氧化物反應製備硫源中的鹼金屬的氫硫化物的具體實例包括氫硫化鋰、氫硫化鈉、氫硫化鉀、氫硫化銣、氫硫化銫等。可使用其任何一種或者兩種或更多種的混合物，且可使用其酸酐或水合物。
鹼金屬的氫氧化物的具體實例包括氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣、氫氧化銫等，且可使用其任何一種或者兩種或更多種的混合物。以1當量的鹼金屬的氫硫化物計，可使用0.9當量至2.0當量、更具體而言1.0當量至1.5當量、且更具體而言1.0當量至1.2當量的量的鹼金屬的氫氧化物。
在本揭露中，當量是指莫耳當量(當量/莫耳(eq/mol))。
此外，在藉由使鹼金屬的氫硫化物與鹼金屬的氫氧化物反應來製備硫源時，可添加能夠在短時間內促進聚合反應且提高聚芳硫醚的聚合程度的鹼金屬的有機酸鹽作為聚合助劑。鹼金屬的有機酸鹽的具體實例包括乙酸鋰、乙酸鈉等，且可使用其任何一種或者兩種或更多種的混合物。以1當量的鹼金屬的氫硫化物計，可使用約0.01當量至1.0當量、具體而言約0.01當量至0.8當量且更具體而言約0.05當量至0.5當量的量的鹼金屬的有機酸鹽。
鹼金屬的氫硫化物與鹼金屬的氫氧化物之間的反應可在水及醯胺系化合物的混合溶劑中實施。醯胺系化合物的具體實例包括醯胺化合物，例如N,N-二甲基甲醯胺或N,N-二甲基乙醯胺；吡咯啶酮化合物，例如N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)或N-環己基-2-吡咯啶酮；己內醯胺化合物，例如N-甲基-ε-己內醯胺；咪唑啶酮化合物，例如1,3-二烷基-2-咪唑啶酮；脲化合物，例如四甲基脲；磷酸醯胺化合物，例如六甲基磷酸三醯胺；以及類似物，且可使用其任何一種或者兩種或更多種的混合物。其中，慮及反應效率及共溶劑效應，醯胺系化合物可較佳為N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)作為製備聚芳硫醚的聚合溶劑。
以1當量的醯胺系化合物計，可使用約1當量至8當量、具體而言約1.5當量至5當量且更具體而言約2.5當量至5當量的量的水。
同時，在第一步驟中，可藉由使含有鹼金屬的氫硫化物、 鹼金屬的氫氧化物等的反應物脫水來製備鹼金屬的硫化物。此處，脫水反應可藉由在約130℃至205℃的溫度下在約100轉/分鐘至500轉/分鐘下攪拌來執行。更具體而言，脫水反應可藉由在約175℃至200℃的溫度下在約100轉/分鐘至300轉/分鐘下攪拌來執行。脫水反應可執行約30分鐘至6小時或約1小時至3小時。
在脫水反應期間，可藉由蒸餾等來移除反應物中的溶劑(例如水)，且一些醯胺系化合物可與水一起被排出。此外，硫源中包含的一些硫可在脫水反應期間藉由熱量與水反應，且可被揮發成硫化氫氣體。
作為鹼金屬的氫硫化物、鹼金屬的氫氧化物及鹼金屬鹽反應的結果，鹼金屬的硫化物在水及醯胺系化合物的混合溶劑中以固體相沈降。因此，當藉由使鹼金屬的氫硫化物與鹼金屬的氫氧化物反應而製備的硫源用作根據本揭露的製備聚芳硫醚中的硫源時，硫源的莫耳比率是指在反應期間添加的鹼金屬的氫硫化物的莫耳比率。
隨後，為自由上述反應產生的含有鹼金屬的硫化物的反應產物移除溶劑(例如水)，執行脫水製程。脫水製程可根據此項技術中習知的方法來實施。條件不受特別限制，且具體製程條件如上所述。
此外，在脫水反應期間，硫源中含有的硫與水反應生成硫化氫及鹼金屬的氫氧化物，且所產生的硫化氫揮發。因此，脫水反應後殘留在系統中的硫源中的硫量可藉由在脫水反應期間自系統 揮發出的硫化氫來減少。例如，當使用主要含有鹼金屬的氫硫化物的硫源時，脫水反應後殘留在系統中的硫量等於所引入的硫源中硫的莫耳量減去自系統揮發出的硫化氫的莫耳量。因此，需要藉由自系統中揮發出的硫化氫的量來量化脫水反應後殘留在系統中的硫源中含有的有效硫的量。具體而言，執行脫水反應，直至水對1莫耳有效硫的莫耳比率為1至5，具體而言為1.5至4，更具體而言為1.75至3.5。當硫源中的水含量由於脫水反應而過度降低時，可在聚合製程之前添加水來調整水含量。
因此，藉由如上所述的使鹼金屬的氫硫化物與鹼金屬的氫氧化物反應及脫水製備的硫源可包括水及醯胺系化合物的混合溶劑以及鹼金屬的硫化物，且以硫源中含有的1莫耳硫計可包含1.75至3.5的莫耳比率的水。此外，硫源可更包含藉由硫與水的反應而製備的鹼金屬的氫氧化物。
根據本揭露的一個實施例，第二步驟是將硫源與二鹵代芳族化合物聚合以製備聚芳硫醚。
可用於製備聚芳硫醚的二鹵代芳族化合物是芳環的兩個氫原子被鹵素原子取代的化合物。其具體實例包括鄰二鹵代苯、間二鹵代苯、對二鹵代苯、二鹵代甲苯、二鹵代萘、二鹵代聯苯、二鹵代苯甲酸、二鹵代二苯醚、二鹵代二苯碸、二鹵代二苯基亞碸及二鹵代二苯基酮，且可使用其任何一種或者兩種或更多種的混合物。在二鹵代芳族化合物中，鹵素原子可為氟、氯、溴或碘。其中，可較佳地使用對二氯苯(p-dichlorobenzene，p-DCB)以在製備聚 芳硫醚時增加反應性及抑制副反應。
以1當量的硫源計，可添加約0.8當量至1.2當量的量的二鹵代芳族化合物。當二鹵代芳族化合物在上述範圍內添加時，可獲得具有優異物理性質的聚芳硫醚，而不會降低所製備的聚芳硫醚的熔融黏度及增加聚芳硫醚中存在的氯含量。慮及控制硫源及二鹵代芳族化合物的添加量的優異效果，可添加約0.9當量至1.1當量的量的二鹵代芳族化合物。
此外，在第二步驟之前，可更包括將含有硫源的反應器的溫度降低至約150℃至200℃的步驟，以防止二鹵代芳族化合物蒸發。
此外，硫源與二鹵代芳族化合物的聚合反應可在醯胺系化合物的溶劑中實施，所述醯胺系化合物是極性非質子有機溶劑，且在高溫下對鹼穩定。
醯胺系化合物的具體實例如上所述，且慮及反應效率，吡咯啶酮化合物(例如N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)或N-環己基-2-吡咯啶酮)是較佳的。
由於在第一步驟中硫源中含有的醯胺系化合物用作共溶劑，因此在第二步驟中可以約0.85或高於0.85的聚合系統中存在的水(H2O)對醯胺系化合物的莫耳比率(水/醯胺系化合物的比率)添加醯胺系化合物。
在聚合反應期間，可以不降低將最終製備的聚芳硫醚的物理性質及產率的量進一步添加用於控制聚合反應或分子量的其 他添加劑(例如分子量調節劑、交聯劑等)。
硫源與二鹵代芳族化合物的聚合反應可在約200℃至300℃下執行。作為另一選擇，聚合反應可在上述溫度範圍內改變溫度的多個步驟中執行。具體而言，在約200℃或高於200℃且低於250℃下的第一聚合反應之後，可在較第一聚合反應的溫度高的溫度下、具體而言在約250℃至300℃下執行第二聚合反應。
由聚合反應產生的聚芳硫醚為顆粒形式，且鹼金屬鹵化物顆粒作為副產物與聚芳硫醚顆粒一起產生。
與如此產生的聚芳硫醚顆粒及鹼金屬鹵化物顆粒相關的特徵如上所述，且將省略其詳細說明。
根據本揭露的一個實施例，第三步驟是自由聚合反應產生的反應產物分離與回收聚芳硫醚顆粒。
為分離與回收聚芳硫醚顆粒，將含有聚芳硫醚顆粒、鹼金屬鹵化物顆粒及醯胺系化合物的混合溶液引入傾析器離心分離器中，且傾析器離心分離器在1000轉/分鐘至2500轉/分鐘下操作，以首先藉由沈降分離聚芳硫醚顆粒，然後沈降並移除鹼金屬鹵化物顆粒。
在本揭露的另一實施例中，與分離與回收聚芳硫醚顆粒的製程相關的特徵如上所述，且將省略其詳細說明。
此後，可視需要根據傳統方法進一步洗滌、過濾或乾燥分離與回收的聚芳硫醚顆粒。
作為聚芳硫醚的具體製備方法，可參考以下實例。然而， 聚芳硫醚的製備方法不限於此說明。製備方法可更包括通常在本發明的技術領域中實施的步驟，且製備方法的步驟可藉由通常可改變的步驟來改變。
以下，將參考以下較佳實例更詳細地闡述本發明。然而，該些實例僅用於說明目的，且本發明不旨在受該些實例限制。
[實例]
實例1
1-1.製備聚苯硫醚
藉由將70%的氫硫化鈉(NaSH)及氫氧化鈉(NaOH)以1：1.05的當量比混合來製備PPS聚合物而製備了硫化鈉。此時，向反應器中添加了0.4當量的乙酸鈉(CH3COONa)粉末、1.65當量的N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)及4.72當量的去離子水(deionized water，DI水)。此處，當量是指莫耳當量(eq/mol)。此時，首先添加了固體試劑，然後是NMP、去離子水。然後，在約150轉/分鐘下攪拌反應器，並加熱至約195℃持續1小時40分鐘以進行脫水。此後，將反應器的溫度降至約175℃，且向反應器中添加了較氫硫化鈉多1.02倍當量的對二氯苯(p-DCB)及1.35當量的N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)。此後，將反應混合物加熱至約230℃並反應約2小時作為前反應，且進一步加熱至約255℃並反應約2小時作為後反應，然後添加3當量的蒸餾水並攪拌約5分鐘。結果，獲得了500克含有PPS聚合物顆粒的漿料。漿料含有聚芳硫醚顆粒、鹼金屬鹵化物顆粒及醯胺系化合物。
1-2.分離與回收聚芳硫醚
將100克在步驟1-1中產生的漿料等分並使用傾析器離心分離器進行過濾以分離並回收聚芳硫醚作為PPS濕濾餅(wet cake)，如圖1及圖2所示。此時，傾析器離心分離器在室溫及常壓條件下在1000轉/分鐘下操作。
過濾100克藉由重複上述製程產生的PPS漿料所需的時間為0.3小時，包括額外的添加時間等，且分離與回收的PPS濕濾餅為24.5克(水分含量：31%)。以PPS計，NaCl含量為約20%。
比較例1
除了在對100克在實例1的步驟1-1中產生的漿料執行分離與回收製程時，藉由使用振動網(參見圖4)而非圖3所示傾析器離心分離器在室溫及常壓下執行過濾而獲得PPS濕慮餅以外，以與實例1相同的方式執行了分離與回收聚芳硫醚的製程。
過濾100克藉由重複上述製程產生的PPS漿料所需的時間為0.3小時且分離與回收的PPS濕濾餅的總量為41.4克(水分含量：104%)。以PPS計，NaCl含量為約80%，由此可看到分離效率大大降低。
比較例2
除了在對100克在實例1的步驟1-1中產生的漿料執行分離與回收製程時，傾析器離心分離器在4000轉/分鐘下操作以外，以與實例1相同的方式執行了分離與回收聚芳硫醚的製程。
過濾100克藉由重複上述製程產生的PPS漿料所需的時 間為0.3小時，包括額外的添加時間等，且分離與回收的PPS濕濾餅的總量為40.5克(水分含量：33%)。以PPS計，NaCl含量為約52%，由此可看到分離效率大大降低。

Claims (10)

  1. 一種分離與回收聚芳硫醚之方法，包括以下步驟：將含有聚芳硫醚顆粒、鹼金屬鹵化物顆粒及醯胺系化合物的混合溶液引入傾析器離心分離器中，在室溫至180℃的條件下以1000轉/分鐘至2500轉/分鐘的速度操作所述傾析器離心分離器，使得首先從所述混合溶液中沈降分離所述聚芳硫醚顆粒，然後從所述混合溶液中沈降移除所述鹼金屬鹵化物顆粒，其中所述混合溶液中的所述聚芳硫醚顆粒具有100微米至2000微米的粒徑，且其中所述混合溶液中的所述鹼金屬鹵化物顆粒具有5微米至30微米的粒徑。
  2. 如請求項1所述的分離與回收聚芳硫醚之方法，其中所述混合溶液是在聚芳硫醚的合成或洗滌製程中產生的廢液。
  3. 如請求項1所述的分離與回收聚芳硫醚之方法，其中所述聚芳硫醚顆粒具有150微米至1800微米的粒徑。
  4. 如請求項1所述的分離與回收聚芳硫醚之方法，其中所述聚芳硫醚顆粒具有1克/立方公分至1.5克/立方公分的密度。
  5. 如請求項1所述的分離與回收聚芳硫醚之方法，其中所述鹼金屬鹵化物顆粒是選自由氯化鈉及碘化鈉組成的群組中的至少一種。
  6. 如請求項1所述的分離與回收聚芳硫醚之方法，其中所述鹼金屬鹵化物顆粒具有6微米至28微米的粒徑。
  7. 如請求項1所述的分離與回收聚芳硫醚之方法，其中所述鹼金屬鹵化物顆粒具有1.9克/立方公分至3克/立方公分的密度。
  8. 如請求項1所述的分離與回收聚芳硫醚之方法，其中所述醯胺系化合物包括選自由N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、N-環己基-2-吡咯啶酮、N-甲基-ε-己內醯胺、1,3-二烷基-2-咪唑啶酮、四甲基脲及六甲基磷酸三醯胺組成的群組中的至少一種。
  9. 如請求項1所述的分離與回收聚芳硫醚之方法，其中所述混合溶液更包含選自由氫氧化鈉、乙酸鈉、硫化鈉、氫硫化鈉及對二氯苯組成的群組中的至少一種。
  10. 一種聚芳硫醚的製備方法，包括以下步驟：藉由在水及醯胺系化合物的混合溶劑中使鹼金屬的氫硫化物及鹼金屬的氫氧化物脫水，製備包含鹼金屬的硫化物以及所述水及所述醯胺系化合物的所述混合溶劑的硫源；藉由向含有所述硫源的反應器中添加二鹵代芳族化合物及所述醯胺系化合物且執行聚合反應來製備聚芳硫醚顆粒以及鹼金屬鹵化物顆粒，從而形成包括所述聚芳硫醚顆粒、所述鹼金屬鹵化物顆粒及所述醯胺系化合物的混合溶液；將所述混合溶液引入傾析器離心分離器中，且在室溫至180℃的條件下以1000轉/分鐘至2500轉/分鐘的速度操作所述傾析器離心分離器，使得首先從所述混合溶液中沈降分離所述聚芳硫醚 顆粒，然後從所述混合溶液中沈降移除所述鹼金屬鹵化物顆粒，其中所述混合溶液中的所述聚芳硫醚顆粒具有100微米至2000微米的粒徑，且其中所述混合溶液中的所述鹼金屬鹵化物顆粒具有5微米至30微米的粒徑。
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