Filtrations- und Waschvorgang für Polytetrafluorethylenharz mit niedrigem Molekulargewicht, kombinierter Zylinder-Kegel-Filter und Waschvorgang

Im Gegensatz zu hochmolekularem Tetrafluorethylen erfordert die Herstellung von niedermolekularem Polytetrafluorethylen üblicherweise den Einsatz umweltschädlicher organischer Substanzen zur Molekulargewichtsregulierung sowie organischer Lösungsmittel. Konventionelles niedermolekulares Polytetrafluorethylenharz wird mittels Emulsionspolymerisation hergestellt. Als Polymerisationsmedium dient deionisiertes Wasser, als Dispergiermittel Ammoniumperfluoroctanoat, als Kettenübertragungsmittel Methylenchlorid und als Persulfat-Initiator Tetrafluorethylenmonomer. Die Polymerisation erfolgt unter Initiierung. Die erhaltene Polymerisationslösung wird anschließend koaguliert und kontinuierlich getrocknet, um niedermolekulares Polytetrafluorethylenharz zu gewinnen. Mit diesem Verfahren lässt sich niedermolekulares PTFE-Harz mit ausgezeichneter Stabilität in Wasseremulsionen herstellen.

(1) Bei dem herkömmlichen Verfahren wird Ammoniumperfluoroctanoat als Emulgator verwendet, welches schwer abbaubar und möglicherweise schädlich für den menschlichen Körper ist, weshalb es ersetzt werden muss.

(2) Als Kettenübertragungsmittel wurde Dichlormethan verwendet.

Dieses Produkt hat eine betäubende Wirkung, schädigt hauptsächlich das zentrale Nervensystem und das Atmungssystem und reizt Haut und Schleimhäute.

(3) Es wird ein organischer Molekulargewichtsregler verwendet. Die Verwendung dieses Reaktionsmediums wird zwangsläufig negative Auswirkungen auf die Umwelt und die Bediener haben, und der Molekulargewichtsregler aus organischen Verbindungen wird auch die Eigenschaften des Endprodukts beeinträchtigen.

Technische Untersuchung zum Neutralisationsprozess von anorganischer Säure aus niedermolekularem Polytetrafluorethylenharz mittels Zylinder-Kegel-Filter und Zwei-in-Eins-Waschung

Das neue Herstellungsverfahren für niedermolekulares Polytetrafluorethylen-Harz kommt ohne Perfluoroctansäure und deren Salze, ohne Zugabe von Kettenübertragungsmitteln und ohne Hochtemperatur- oder Strahlungsverfahren aus, sodass es während der Harzherstellung keine Gesundheitsgefährdung für die Anwender darstellt. Das Herstellungsverfahren für das niedermolekulare Polytetrafluorethylen-Harz mit einem Molekulargewicht von 3 bis 600.000 umfasst folgende Schritte:

(1) Herstellung einer Polytetrafluorethylen-Dispersion

In Gegenwart von Wasser, 500-5000 ppm fluorhaltigem Tensid, 200-1000 ppm Carbonsäure oder deren Salz, 100-1000 ppm anionischem, nicht fluoriertem Tensid, polymerisiert Tetrafluorethylen-Monomer bei einer Temperatur von 60-100 °C und einem Druck von 1,5-2,8 MPa für 2 bis 3 Stunden, um eine Polytetrafluorethylen-Dispersion zu erhalten;

(2) Herstellung von Polytetrafluorethylenharz mit niedrigem Molekulargewicht

Man gibt Salpetersäure zu der wässrigen Dispersion von niedermolekularem PTFE und wendet eine starke mechanische Scherkraft an, um das Polymer zu koagulieren und das Polytetrafluorethylenharz zu kondensieren;

(3) Zylindrisch-konische Filtration und Waschen, ein zweistufiges Verfahren zur Neutralisation anorganischer Säuren.

Bei der kombinierten Trommel-Kegel-Filter-Waschanlage wird das Pulver im feuchten Zustand neutralisiert und mit Wasser gewaschen, anschließend wird das hochreine Polytetrafluorethylen-Harzpulver mit niedrigem Molekulargewicht herausgefiltert.

(4) Trocknungsprozess für Polytetrafluorethylenharz mit niedrigem Molekulargewicht

Den Filterkuchen mit einem Spezialtrockner für niedermolekulares Polytetrafluorethylenharz trocknen, wodurch niedermolekulares PTFE-Pulver gewonnen wird.

Polytetrafluorethylenharz mit niedrigem Molekulargewicht, anorganische Säureneutralisation, Spezialzylinderkegelfilter, Waschen, zwei-in-einem-Leistungsvorteile

Die kombinierte Zylinder-Kegel-Filter- und Waschanlage besteht aus einem Kegel oder Zylinder mit mehrlagigen Lochblenden und Filtermedien. Im Inneren befinden sich eine Rührwelle und eine Rührspindel mit variablem Winkel und variabler Steigung. Rühren, Heben und Abschaben erfolgen, wobei der Filterkuchen beim Entleeren automatisch ausgestoßen wird. Die Maschine kann sowohl Vakuum- als auch Druckfiltration durchführen. Während des Filtrationsprozesses schabt der Abstreifer den Filterkuchen kontinuierlich vom Filtersieb ab, sodass das Material unter dem Einfluss einer dünnen Filterkuchenschicht filtriert wird und eine sehr hohe Filtrationsrate erzielt wird.

Bei der Neutralisation von anorganischen Säuren mit niedermolekularem Polytetrafluorethylenharz wird die Suspension zunächst in der Maschine filtriert. Anschließend wird Waschflüssigkeit hinzugegeben und der Filterkuchen mithilfe von Abstreifer, Rührwerk und Extrusionsschnecke erneut aufgeschlämmt. Dabei wird die Suspension durch Druck oder Vakuum zu einem Filterkuchen filtriert. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt, um das Material gründlich zu waschen. Abschließend werden alle Filterkuchen aus der Maschine extrudiert.

(1) Vollständig geschlossenes System, die Betriebsbedingungen sind sehr gut, besonders geeignet zum Filtern und Waschen von giftigen, entzündlichen und explosiven gefährlichen Produkten sowie von köstlichen Lebensmitteln, biologischen Produkten, Arzneimitteln und biologischen Produkten, die keine Verschmutzung zulassen.

(2) Kontinuierlicher Betrieb mit extrem geringem Arbeitsaufwand. Der Betrieb ist flexibel, und der Betriebszyklus kann durch Anpassung der Filterdruckdifferenz, der Drehzahl, der Schneckenextrusionssteigung usw. an die sich ändernden Prozessbedingungen angepasst werden.

(3) Es kann nicht nur konzentrieren, sondern auch einen Filter drücken.

Insbesondere wenn das Material gewaschen werden muss, kann es zunächst konzentriert, im suspendierten Zustand gründlich gewaschen und anschließend filtriert werden, wodurch der Aufwand für die Handhabung des Materials reduziert werden kann.

Abfall reduzieren, kein erneutes Aufschließen beim Waschen nötig, und die verarbeiteten Produkte sind von hoher Qualität.

(4) Die Maschine kann unter Bedingungen ohne Filterkuchenbildung einen sehr dünnen Filterkuchen auf der Oberfläche des Filtermediums oder Filters erzeugen. Die Filtrationsrate pro Filterflächeneinheit ist sehr hoch, daher ist die Anlage klein und kompakt.

(5) Die Materialien können bequem wiederholt gefiltert und gewaschen werden, sodass die Funktionen mehrerer Anlagenteile auf einer einzigen Maschine erledigt werden können, wodurch die Anlagenkosten, der Platzbedarf, der Arbeitsaufwand, der Energieverbrauch usw. erheblich reduziert werden.

Gleichzeitig eignet sich die Kombination aus Zylinder-Kegel-Filter und Waschanlage besonders für hohe Waschanforderungen, da die gefilterten Materialien wiederholt aufgeschlossen und gewaschen werden müssen und so Waschflüssigkeit eingespart werden kann.

(6) Das Material kann einer Druckfiltration unter höherem Druck unterzogen werden; alternativ ist auch eine Vakuumfiltration möglich. Um das Material je nach Prozessbedingungen zu erwärmen, zu kühlen oder warmzuhalten, wird der Filter mit einem Mantel versehen.