Способ переработки отходов производства полиимидов

Способ переработки отходов производства полиимидов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (1 ll 59ОЗГ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г.

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.04.76 (21) 2354720/23-05 с присоединением заявки № (51) М. Кл."- С 08.1 11,/00 (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Б|оллетснь ¹ 4 (53) УДК 678.675 (088.8) (45) Дата опубликования описания 22.02.78

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

К. Ф. Кнельц, Ю. Б. Зимин, 3. В. Геращенко, В. Ф. Блинов, Е. Я. Гуревич, Л. С. Солодарь, А. В. Добищук, В. А. Купцов, Д. С. Слободянюк и Ю. 3. Бригидер (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ

ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИИМИДОВ

Изобретение относится к способам утилизации отходов полимеров. Существующее в настоящее время промышленное производство полиимидных материалов (полиамидокислотных лаков и пленок, полиимидных пленок, в том числе токопроводящих и покрытых с одной или двух сторон фторопластом) допускает производственные отходы до 20% от выпуска готовой продукции. Они складываются из нестандартного лака, образующегося при пуске технологического оборудования и сбоях технологии, обрезков кромок полиамидокислотной и полиимидной пленок н др. Пленочные отходы образуются также при выходе на режим машин формования, имидизации, нанесения фторопластовой суспензии на полиимидную пленку, машины оплавления фторопластового покрытия.

Известен способ переработки отходов производства полиимидов, путем щелочного гидролиза полиимидов до получения исходных мономеров — диаминов и тетракарбоновых кислот, позволяющий утилизировать отходы полиимидной пленки (1).

Однако известный способ не пригоден для утилизации полиамидокислотных лаков, содержащих 80 — 90% растворителя, вследствие коагуляции студнеобразных частиц при добавлении в раствор щелочи. В случае утилизации отходов полипмидной пленки процесс гидролиза по указанному методу требует длительного времени и во многих случаях повышенного давления с применением автоклавов.

Кроме того, такой метод не позволяет быстро утилизировать отходы полнимидных пленок. покрытых с двух сторон фторопластом пз-за повышенной устойчивости последнего и действию агрессивны.; сред.

Цель изобретения — утилизация отходов

10 производства полпимпдов, включающих полипмндные пленки, в том числе покрытые с одной нлп двух сторон фторопластом. токонроводящие полипмидные пленки н лаки, полиамидокпслотныс пленки н лаки.

15 Достигается это тем, что указанные отходы подвергают гпдролнзу совместно с полпамндокислотной пленкой, содержащей 10 — 30 вес. % растворителя амидного типа.

Перед гндролизом отходы полиампдокнс20 лотных лаков подвергают нагреву <о образования порошков со степенью пмпдизацни 30-95%. На 1 вес. ч. полиампдокислотной пленки, содержащей 10 — 30 вес. % растворителя ампдного типа, используют 1 — 4 вес. ч. ос25 тальных полипмндных продуктов.

Подготовку пол намидокислотных лаков и гидролпзу производят следующим образом.

Лаки, содержащие 5 — 95% М,Х-днмстплформамнда, N,N-диметилацетамнда, 1 т-метил30 2-пирролпдона нлп смесь указанных раствори3

590317 телей, нагревают при 110 †1 С и перемешивании в течение 15 — 60 мин. Затем реакционную смесь охлаждают до 20 — 60 С, разбавляют водой в количестве 20 — 30% от объема реактора и отделяют выпавший в ссадок полиимидный порошок фильтрованием. Аналогично обрабатывают лаки, содержащие в качестве растворителя диметилсульфоксид, тетраметиленмочевину, формамид, N-мстилформамид и др.

Подготовку пленок к гидролизу ведут по следующей методике.

Полиимидные пленки, а также полпамидокислотные пленки, содержащие 10 — 30% растворителя, отличающегося от амидного, например U-метил-2-пирролидон, диметилсульфоксид, N-ацетил-2-пирролидон или их смесь, дробят с помощью ножевой дробилки до размеров не более 5 — 10 мм в поперечнике. Отдельно дробят полиамидокислотные пленки, содержащие 10 — 30% растворителя амидного типа, например N,N-диметилформамид, диметилацетамид, формамид, тетраметилснмочевину, N-метилформамид до таких же размеров.

Гидролпз проводят следующим образом.

К смеси порошкообразных отходов производства, подгoTQBJIt HHbIx к гидролизу, содержащих в любом весовом соотношении указанные продукты, кроме полиамидокислотной пленки, содержащей 10 — 30% по весу амидного растворителя, добавляют последнюю в количестве 1 вес. ч на 1 — 4 вес. ч остальных полиимидных продуктов и приливают 8 — 15%ный, предпочтительно 10% -ный раствор

NàОН, КОН или NH40Н в количестве 4 — 10 вес. ч. предпочтительно 5 — 6 вес. ч. на 1 вес. ч. полиимидных отходов, Реакционную смесь нагревают при 80 — 100 С в течение 1 — 10 ч.

Затем реакционную массу охлаждают до комнатной темпер ату р ы.

Отделившееся в процессе проведения гидролиза фторопластовое покрытие удаляют флотацией. Выпавший в осадок диамин отфильтровывают, промывают водой и направляют на дополнительную очистку. К оставшемуся маточному раствору добавляют концентрированную соляную кислоту в количестве 1,2 — 1,5 вес. ч на 1 вес. ч подвергшихся гидролизу полиимидных продуктов и перемешивают при

60 — 90 С в течение 2 — 10 ч, после чего охлаждают до комнатной температуры. Выделившуюся в виде осадка тетракарбоновую кислоту отфильтровывают, промывают водой и направляют на очистку и дегидратацию.

Присутствие амидного растворителя в полиамидокислотной пленке оказывает катализирующее действие на процесс гидролиза, приводя к значительному его сокращению и возможности проведения в более мягких условиях.

Пример 1. В аппарат, снабженный нагревательной рубашкой, обратным холодильником и мешалкой якорного типа, загружают

500 вес. ч полиамидокислотного лака, подле10

1г

3О

65 жащего утилизации, который представляет собой 10 — 20%-ньш раствор;юлиамидокислоты в N,Х-диметилформамиде (ДМФ) с удел.— ной вязкостью 0,1 — 0,3 и нагреваю-, перемешивая при 140 — 150 С в течение 30 мин. Затем реакционную массу охлаждают до 25—

30 С разбавля от 200 л иоды и отделяют выпавший в осадок полпимидпьш порошок, сливая раство1)итель чеpc3 филе>т1). К ос! HBIll(.ì ся порошку добавляют 50 вес. I раздробленной до размеров 5 — 10 мм в попере шике полиимидной пленки, подлежащей утилизации, и

50 вес. ч раздробленной до размеров вс более

10 мм в попере шике полиимпдной I:ëåíêè с одно и (или) двусторонним фторопластовым покрытием. 1(I.oëó÷åííoé смеси полиимидных продуктов добавляют 50 вес. ч. раздробленной до размеров 5 — 10 мм в поперечнике полиамидокислотной пленки, содержащей 25"",р диметилформампда и приливают 1000 вес. ч.

10 jp-ного водного раствора ХаОН i> проводят совместный гидролиз Ilpll псремсшивании при температуре 90 — 95 С, в течение 3 ч, Затем реакционную массу охлаждают до комнатной температуры. Отделившееся фторопластовое покрытие в виде всплывших чешуек удаляют флотацпей, Выдслиьшийся в виде осадка диамин, отфильтровывают, промывают водой, отжимают и направляют на дополнительную очистку, К, оставшемуся маточному раствору добавляют 250 вес. -I концентрированной соляной кислоты и перемешивают при 70 — 80 С в течение 2 ч. Затем смесь охлаждают до комнатной температуры, отфильтровывают выпавшую в осадок тстракарбоновую кислоту, промывают водой, отжимают и направляют на очистку и дегидратацию. Полученные в чистом виде мономеры вновь используются для получения полиимидных материалов.

Гидролиз полиимидных продуктов в отсутствие ПАК вЂ” пленки проходят в тех же условиях в течение 10 ч.

П р и мер 2. В аппарат, снабженный нагревательной рубашкой, обратным холодильником и якорной мешалкой, загружают 400 вес. ч. полпамидокислотного лака, содержащего

80 — 90% N N-ДМФ (q уд.=0,1 — 0,3) и 400 вес, ч. полиамидокислотного лака, содержащего 80 — 90% N,Х-дпметилацетамида илп N-метилпирролидона (q уд,=0,1 — 0,3) и нагревают перемешивая при 140 — 150 С в течение 15 — 20 мин. Затем реакционную массу охлаждаютдо

25 — 30 С, разбавляют 200 — 250 л воды, и выпавший в осадок полипмидный порошок отделяют от растворителя. К полученному продукту добавляют 100 вес. ч. раздробленной полиамидокислотной пленки, содержащей 20 — 25%

ДМФ или диметилацетамида, приливают 800 вес. ч. 10%-ной водной NaOH и проводят гидролиз при 80 — 90 С и перемешпвании в течение 2 ч. После этого реакционную смесь охлаждают и выделяют образовавшиеся мономеры по примеру 1.

Пр и м ер 3. 100 вес. и полиимидной пленки и (илп) полппмидной пленки с одно и (или) 590317

Составитель И. Стояченко

Тсхред И. Михайлова

Редактор А. Соловьева

1;оррсктор Л. Орлова

Заказ 42/9

Изд. М 248 Тираж 633

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4. 5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 двусторонним фторопластовым покрытием дробят с помощью дробилки до размеров не более 5 — 10 мм в поперечнике, помещают в аппарат, снабженный нагревательной рубашкой, обратным холодильником и мешалкой, добавляют 100 вес. ч полиамидокислотной пленки, содержащей 25 — 28% ДМФ, приливают 900 вес. и. 10%-ного водного раствора NaOH u проводят гидролиз при 90 — 95 С в течение

3 ч. "-;ITåì реакционную массу охлаждают до комнатной температуры. Отслоившееся фторопластово покрытие удаляют флотацией. Выпавший в осадок диамин отфильтровывают и промывают водой. Из маточного растворавыделяют кислоту, как по примеру 1. Гидролиз 15 в отсу.1ствие полиамидокислотной пленки проходит г, тех же условиях за 10 — 12 ч.

П р и м ер 4. Утилизацию проводят по примеру 1, заменяя полностью или ча- 20 стично полиамидокислотные лаки и полиимпдную пленку на полиамидокислотные лаки, содержащие углеродный токопроводящий наполнитель, и токопроводящую полиимидную пленку. 25

Формула изобретения

1. Способ переработки отходов производства полпимидов, включающий щелочной гидролиз полимеров, отличающийся тсм, что, с целью утилизации указанных отходов, включающих полиимидные пленки, в том числе покрытые с одной или двуx сторон фторопластом, токопроводящие полиимидные пленки и лаки, полиамидокислотные пленки и лаки) указанные отходы подвергают гидролизу совместно с полиамидокислотной пленкой, содержащей 10 — 30 вес. /, растворителя амидного типа.

2. Способ по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что перед гидролизом отходы полиамидокислотных лаков нагревают до образования порошков со степенью имидизации 30 — 95%.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на 1 вес. ч. полпампдокислотной пленки, содержащей 10 — 30 вес. % растворителя амидно"o типа используют 1 — 4 вес. ч. остальных полиимидных продуктов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии № 1154480, кл. С 08g

53/22, опублик. 1969.