فلتر راتنج بولي فينيلين إيثر (PPO) لغسل وتنقية المرشحات، أسطوانة مخروطية الشكل، ثنائية الوظيفة

راتنج بولي فينيلين إيثر (PPO) هو راتنج لدن حراري، ينتمي إلى فئة البلاستيك الهندسي العام الخمسة. يتميز بخصائص فيزيائية وميكانيكية ممتازة، ومقاومة للحرارة، وعزل كهربائي. كما أن انخفاض استرطابيته، وقوته العالية، وثبات أبعاده الجيد، ومقاومته للزحف عند درجات الحرارة العالية، تجعله الأفضل بين جميع أنواع البلاستيك الهندسي اللدن الحراري.

يُعدّ تعديل المزج حاليًا إجراءً هامًا لتعديل إيثر البوليفينيلين. يتميز تعديل المزج بأداء شامل ممتاز، ويُستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل صناعة السيارات، والأجهزة الكهربائية والإلكترونية، وآلات المكاتب، والأجهزة الدقيقة، ومعدات النسيج.

وخاصة في صناعة لوحات الدوائر عالية الأداء، يتمتع إيثر البوليفينيلين بآفاق تطبيق كبيرة.

باعتباره مكونًا مُضافًا، يُحسّن هذا المُكوّن بفعالية عيوب ركائز لوحات الدوائر المطبوعة العادية، مثل راتنجات الهيدروجين الحلقية والفينولية، التي تُعاني من ضعف الخصائص العازلة، ومقاومة الحرارة، ومعدل التمدد الحراري العالي، ومقاومة الرطوبة. وعلى وجه الخصوص، لا تُحسّن الراتنجات ذات الوزن الجزيئي المنخفض قابلية ترطيب الراتنج فحسب، بل تُتيح أيضًا إمكانية التشريب في درجة حرارة الغرفة، وتُحسّن سيولة الراتنج بشكل كبير أثناء التشكيل، كما أنها لا تتطلب معالجة مسبقة للمواد الخام. عند تعديل راتنجات الإيبوكسي ذات الأوزان الجزيئية المنخفضة، يُمكن إذابتها بسرعة نسبية في راتنج الإيبوكسي السائل عند درجة حرارة مُعينة للحصول على نظام ذي لزوجة مُناسبة، مما يُحسّن تشريب مواد التقوية، ويُحسّن سيولة الصفائح اللاصقة، وبالتالي يُمكن الحصول على نظام راتنج إيبوكسي عالي المحتوى ذي خصائص معالجة جيدة. يتميز النظام المُعالَج بمقاومة أفضل للحرارة، وخصائص عازلة، ومتانة أعلى ضد الكسر.

لذلك، فإن تحضير بوليفينيلين إيثر بنقاء عالٍ ووزن جزيئي منخفض له أهمية عملية كبيرة.

تحليل عملية الترشيح والغسل الحالية لراتنج بولي فينيلين إيثر PPO

بعد فصل إيثر البوليفينيلين، يجب ترشيحه وغسله قبل إدخاله إلى المجفف. متطلبات العملية: 1. يجب تقليل إجمالي المواد المتطايرة في كعكة الترشيح إلى أقل من 60% من وزنها الإجمالي، وتقليل المذيب الجيد (مثل التولوين) إلى 10% من وزنها الإجمالي. فعند انخفاض النسبة عن 10%، ستؤدي زيادة محتوى المذيب الجيد إلى التصاق إيثر البوليفينيلين بالجدار الداخلي للمجفف أثناء عملية التجفيف، مما ينتج عنه انخفاض في كفاءة التجفيف، بل وقد يتسبب في تلف المجفف. 2. يجب تقليل تكسر الجزيئات أثناء عملية الترشيح والغسل، وخاصة الجزيئات التي يقل حجمها عن 100 ميكرومتر، بحيث لا تتجاوز نسبتها 15%. فزيادة كمية المسحوق الناعم ستزيد من احتمالية تلوث الغبار وانفجاره في مراحل المعالجة اللاحقة.

تتضمن عملية المعالجة اللاحقة لإيثر البوليفينيلين في التقنيات السابقة عادةً الخطوات التالية: فصل المواد الصلبة عن السائلة (الترشيح) ← التشتيت والتنظيف (عادةً بالتشتيت عن طريق التحريك) ← فصل المواد الصلبة عن السائلة مرة أخرى (إعادة الترشيح) ← التجفيف، بالإضافة إلى خطوات أخرى. في معظم الحالات، تتطلب هذه العملية ما لا يقل عن: 2-3 مرات من فصل المواد الصلبة عن السائلة (الترشيح)، و1-2 مرة من التشتيت والتنظيف، و1-2 مرة من التجفيف. تتطلب هذه العملية الكثير من المعدات ووقت معالجة طويل (وقت التشتيت > 10 دقائق)، وتكون كفاءتها منخفضة، ومعدل تكسر الجسيمات مرتفعًا. من الصعب ضمان عدم زيادة معدل تكسر الجسيمات حتى مع تقليل تركيز المذيبات الجيدة (مثل التولوين) قدر الإمكان.

بالإضافة إلى ذلك، ولتقليل محتوى المذيب الجيد في كعكة الترشيح، يتم تحقيق ذلك غالبًا عن طريق زيادة عدد عمليات التنظيف، وزيادة كمية الميثانول، وإطالة وقت التنظيف، وزيادة شدة التحريك.

تتمثل المشكلات المترتبة على ذلك في: طول مدة معالجة المواد، وانخفاض الكفاءة، وزيادة معدل التكسر، مما يؤدي إلى ارتفاع نسبة المسحوق الناعم. لذا، ثمة تناقض بين تقليل تركيز المذيب الجيد (التولوين) وتقليل محتوى الجزيئات الدقيقة في إيثر البوليفينيلين في التقنيات السابقة.

تحليل فني لمرشحين مخروطيين ومرشح واحد في عملية الترشيح والغسل بالضغط لراتنج بولي فينيلين إيثر (PPO).

العملية الحالية متفرقة وتعتمد على العديد من المعدات. يمكن دمج عملية الإنتاج التي تقوم بها عدة معدات في مرشح مخروطي ثنائي الوظائف، ثم تتم عملية الإنتاج خطوة بخطوة، حيث يتم فصل المواد الصلبة عن السائلة في جهاز واحد، ثم تُجرى عمليات التشتيت والتنظيف عدة مرات، وأخيراً التجفيف. خلال عمليتي التشتيت والتنظيف، يتم تجنب مشكلة التفتيت المفرط للمواد الناتج عن زيادة نقل الكتلة والتحريك، مع الحفاظ على استمرارية الإنتاج.

لا توجد عمليات نقل ثانوية للمواد خلال عملية الإنتاج بأكملها، مما يوفر الوقت الضائع في نقل المواد. عادةً، لا يستغرق نقل المواد وقتًا طويلاً خلال الإنتاج العادي، ولكن في الإنتاج الفعلي، تحدث دائمًا مشاكل انسداد المواد في خط الأنابيب، مما يطيل دورة الإنتاج بأكملها.

(1) عملية فصل المواد الصلبة عن السائلة

يُجرى فصل المواد الصلبة عن السائلة في المحلول المعلق للحصول على كعكة ترشيح من إيثر البوليفينيلين. تعتمد عملية الفصل على طريقة الترشيح بالضغط، حيث يُمكن تجنب غليان المذيبات ذات درجة الغليان المنخفضة. يُضبط سُمك كعكة ترشيح إيثر البوليفينيلين بين 10 و50 مم، وتُستخدم طريقة الترشيح بكعكة رقيقة لتحقيق كفاءة ترشيح عالية.

(2) عملية التنظيف

يتم رش وتنظيف كعكة الترشيح التي تم الحصول عليها في عملية فصل المواد الصلبة عن السائلة بسائل التنظيف، ويتم تصريف سائل التنظيف المرشوش في نفس الوقت؛ ومن خلال التحكم في كمية سائل التنظيف ودرجة حرارة سائل التنظيف وضغط التنظيف، يمكن الحصول على تأثير غسيل أفضل.

(3) التجفيف المسبق

يمكن لعملية التجفيف المسبق استخدام طرق التجفيف التقليدية، مثل التجفيف بالتنقية الغازية أو التجفيف بالطرد المركزي، لإزالة المذيب من سطح كعكة الترشيح. فعلى سبيل المثال، تستخدم طريقة التنقية الغازية والتجفيف غازًا خاملًا للتنقية والتجفيف، وتُضبط درجة حرارة غاز التجفيف بين 1 و200 درجة مئوية.

يدمج المرشح المخروطي ثنائي الوظائف عملية إنتاج راتنج بولي فينيلين إيثر PPO للترشيح والغسيل، ويبسط خط الأنابيب، ويقلل من صعوبة تكرير وتنقية البوليمرات عالية الوزن الجزيئي، ويحسن نقاء المنتج، ويساهم في تحسين استقرار جودة المنتج: كما أنه يجعل المذيبات والمحفزات وغيرها قابلة لإعادة التدوير، فضلاً عن تحقيق تأثير توفير الطاقة وحماية البيئة.

مبدأ عمل المرشح المخروطي ثنائي الوظائف

يُجهز مخروط أو أسطوانة المرشح المخروطي ثنائي الوظائف بلوحة فتحات متعددة الطبقات ووسط ترشيح مُركّب عليها لتشكيل جهاز ترشيح. ويحتوي الجهاز من الداخل على عمود تقليب وجهاز تقليب لولبي متعدد الزوايا ومتغير الاتجاه لترشيح المواد. يقوم الجهاز بعمليات التقليب والرفع والكشط، ويدفع كعكة الترشيح تلقائيًا عند التفريغ، مما يجعله مناسبًا للترشيح الفراغي أو الترشيح بالضغط. أثناء عملية الترشيح، يقوم الكاشط الموجود في الجهاز بكشط كعكة الترشيح باستمرار على شاشة الترشيح، بحيث يتم ترشيح المواد في طبقة رقيقة من كعكة الترشيح، مما يضمن معدل ترشيح عالٍ جدًا.

إذا كانت المادة بحاجة إلى الغسل، فيمكن ترشيح وتجفيف المادة المعلقة في الآلة أولاً، ثم يمكن إضافة سائل الغسيل، ويمكن إعادة خلط كعكة الترشيح بواسطة الكاشطة والمحرك وبرغي البثق في الآلة، ثم يتم ضغطها أو ترشيح المادة المعلقة إلى كعكة ترشيح عن طريق التفريغ.

وبهذه الطريقة، تتكرر عملية إعادة ترشيح الملاط عدة مرات لغسل المواد جيدًا، وفي النهاية يتم تفريغ جميع كعكات الترشيح من الآلة.

(1) الترشيح بالضغط أو الترشيح بالتفريغ

يُغذّى خليط المواد الصلبة والسائلة الناتج من غلاية التفاعل أو جهاز التبلور في خزان أحد الجهازين، ويُفتح منفذ الرشاحة السفلي، ويُمرّر هواء مضغوط أو غاز الأمونيا إلى الجهاز لضغط خليط المواد الصلبة والسائلة المتفاعل. يُرشّح الخليط حتى يجفّ تمامًا. كما يُمكن سحب الهواء من مخرج الرشاحة لترشيح المادة بالتفريغ حتى يتم تصريف الرشاحة.

أثناء عملية الترشيح، يمكن تدوير العمود المجوف والحزام الحلزوني المجوف باتجاه عقارب الساعة (عند النظر من الأعلى) لرفع المادة، كما يحد الحزام الحلزوني المجوف من سمك طبقة كعكة الترشيح أثناء الدوران، مما يؤدي إلى تكوين طبقة رقيقة وسريعة من المادة. في ظل ظروف السرعة الزائدة، تزداد سرعة الترشيح. بالنسبة للمواد سهلة الترشيح، لا داعي لتقليبها أثناء عملية الترشيح، ويمكن تجفيفها مباشرة.

(2) يمكن غسلها وتصفيتها عدة مرات

بعد ترشيح بعض المواد، يلزم غسلها عدة مرات. بعد تجفيفها في الجهاز، يُضاف سائل الغسيل إلى مدخل سائل الغسيل العلوي، ثم يُعاد تدوير كعكة الترشيح بالتساوي عن طريق تقليب العمود المجوف والشريط المجوف، ويُعاد خلطها وتقليبها جيدًا، ثم تُجفف. إذا لم يكن الغسل مرة واحدة كافيًا، يمكن غسلها عدة مرات، ويمكن تكرار الخطوات السابقة مرات عديدة. العملية سهلة ولا تتطلب جهدًا كبيرًا.

يُطلق على غسل المواد بالطريقة المذكورة أعلاه اسم طريقة الغسل المتقطع. ونظرًا لأن المواد تُضغط حتى تجف في كل مرة ويُضاف سائل الغسل، فعلى الرغم من فتح الصمامات وإغلاقها مرات أكثر أثناء التشغيل، إلا أن كمية سائل الغسل المستخدمة تكون أقل. كما يمكن للآلة إجراء غسل مستمر للمواد، حيث يُضخ سائل الغسل باستمرار بواسطة مضخة أو غيرها من الوسائل، ويُستخدم ضغط سائل الغسل للترشيح، مع تحريك مستمر للعمود المجوف والشريط المجوف، ويُصرّف الراشح باستمرار من مخرج الراشح. وحتى يتم استيفاء متطلبات الغسل، تُضغط كعكة الترشيح في النهاية حتى تجف. تتطلب طريقة الغسل المستمر هذه عمومًا كمية أكبر من سائل الغسل مقارنةً بالغسل المتقطع، ولكنها أسهل في التشغيل.