Amélioration du procédé de dessalement, de purification, de filtration, de lavage et de séchage du sulfure de polyphénylène (PPS).

Le sulfure de polyphénylène (PPS) est une résine thermoplastique technique haute performance. Il présente une excellente résistance aux hautes températures et à la corrosion, une grande résistance mécanique et une excellente stabilité. Ses applications sont nombreuses, notamment dans l'aérospatiale, l'automobile, l'électronique et l'instrumentation de précision. Le PPS est devenu le sixième plastique technique le plus utilisé et le premier plastique technique spécial. Sa synthèse industrielle repose principalement sur la méthode au sulfure de sodium, qui offre un rendement élevé, une bonne efficacité, une forte reproductibilité et une mise en œuvre simple. Cependant, la formation d'oligomères et de chlorure de sodium (sous-produit) lors de la synthèse, ainsi que l'utilisation d'additifs inorganiques, augmentent la teneur en impuretés et en cendres du PPS, ce qui diminue ses performances globales et limite son champ d'application. Les pays étrangers bloquent les technologies clés telles que la purification et le post-traitement de la synthèse du PPS, empêchant ainsi la production de résines aux performances comparables.

Le PPS est insoluble dans tout solvant organique en dessous de 200 °C, et des ions métalliques restent inévitablement présents dans la matrice du PPS lors de sa purification. Outre les sels inorganiques, les sels organiques de faible masse moléculaire constituent également la principale source d'impuretés métalliques dans le PPS.

Si le PPS de qualité fibre contient trop d'oligomères, la fusion entraînera une production excessive de vapeurs, fragilisant les filaments lors du filage. La fibre sera alors peu résistante, très poilue, peu tenace, et sa rigidité et sa résistance insuffisantes, réduisant ainsi sa durée de vie. La purification, étape cruciale du post-traitement, permet d'éliminer les impuretés et les oligomères présents lors de la synthèse du PPS et détermine la teneur en cendres inorganiques et en oligomères des produits finis.

Analyse du procédé de dessalement et de purification de la résine de sulfure de polyphénylène (PPS)

Le sulfure de polyphénylène est généralement produit à partir de sulfure de sodium et de p-dichlorobenzène. La réaction de polymérisation se déroule à haute température (généralement autour de 300 °C) et sous haute pression. Après purification et séchage, le produit fini, le sulfure de polyphénylène, est obtenu. Du fait de sa production directe, l'éther contient une grande quantité d'impuretés ioniques inorganiques, d'impuretés organiques et d'oligomères, ce qui affecte les performances du sulfure de polyphénylène obtenu par la suite. Une purification efficace est donc indispensable.

(1) Neutralisation acide-base

Refroidir le produit sulfure de polyphénylène généré après la réaction de polymérisation à 100°C~120°C, ajouter de l'acide, contrôler le pH à 3~4 et faire réagir pendant 25~35 minutes à une vitesse d'agitation de 20~30 tr/min ;

(2) Séparation solide-liquide

refroidir le produit de réaction obtenu à l'étape (1) à 75° C à 85° C, et séparer le solide et le liquide par centrifugation pour obtenir du sulfure de polyphénylène solide ;

(3) Lavage au solvant

Ajouter un solvant organique au solide de sulfure de polyphénylène obtenu, contrôler la température entre 95 °C et 105 °C et laver sous agitation pendant 10 à 20 minutes ;

(4) distillation à la vapeur et lavage

Le sulfure de polyphénylène obtenu après l'étape de lavage (3) est soumis à une distillation à la vapeur sous pression négative, et le solvant organique restant dans les particules solides de sulfure de polyphénylène est récupéré pendant le processus de distillation ; après une période de distillation, un échantillonnage est effectué. Lorsque la teneur en solvant organique est inférieure à 1 %, le sulfure de polyphénylène est lavé avec de l'eau condensée à la vapeur à 75 °C-85 °C ;

(5) Emballage sec : le sulfure de polyphénylène qualifié obtenu à l'étape (4) est séparé, séché et emballé.

Compte tenu des exigences techniques des technologies existantes de dessalement et de purification de la résine de sulfure de polyphénylène (PPS), la machine de lavage et de séchage par filtration (brevet n° ZL202022906527.4) développée par Wuxi ZhangHua est conçue pour le traitement simultané des polymères contenant de l'eau salée lors du post-traitement. Le solvant utilisé présente l'avantage d'une désolvantation, d'une déshydratation et d'un dessalement efficaces, réduisant ainsi la teneur résiduelle en sels inorganiques dans le polymère et les risques de contamination du produit. Cette technologie permet d'obtenir une résine de sulfure de polyphénylène (PPS) de haute qualité et performante, et constitue un équipement de purification et de dessalement post-traitement adapté à la production industrielle de PPS de haute qualité.

Principe de fonctionnement du dessalement, de la purification, de la filtration et du séchage à la résine de sulfure de polyphénylène (PPS)

Le cône ou le tambour de la machine de lavage et de séchage des filtres est équipé d'une plaque à orifices multicouches et d'un média filtrant superposé, formant ainsi un dispositif de filtration. À l'intérieur, un arbre d'agitation et une vis sans fin à angle et pas variables permettent de remuer et de remonter le matériau pendant la filtration. Lors du raclage, le gâteau de filtration est automatiquement évacué.

Cette machine peut effectuer une filtration sous vide ou sous pression. Pendant le processus de filtration, le racleur intégré racle en continu le gâteau de filtration sur la grille, permettant ainsi de filtrer le matériau avec une fine couche de gâteau et d'obtenir un débit de filtration très élevé.

Si le matériau doit être lavé, la suspension peut d'abord être filtrée et séchée dans la machine, puis le liquide de lavage est ajouté, et le racleur, l'agitateur et la vis d'extrusion de la machine sont utilisés pour remettre en suspension le gâteau de filtration, puis pressuriser ou filtrer la suspension en un gâteau de filtration par aspiration.

De cette manière, la filtration de la suspension est répétée plusieurs fois pour laver soigneusement les matériaux, et finalement tous les gâteaux de filtration sont évacués de la machine et pénètrent dans le séchoir à ébullition pour effectuer une explosion à sec à basse température.

Introduisez le mélange solide-liquide issu du réacteur ou du cristalliseur en amont dans la cuve de l'appareil deux-en-un. Ouvrez la sortie de filtrat inférieure, injectez de l'air comprimé ou de l'ammoniac dans l'appareil, puis pressurisez et filtrez le mélange solide-liquide ayant réagi, jusqu'à ce que le matériau soit complètement sec. Vous pouvez également créer un vide à la sortie du filtrat pour filtrer le matériau sous vide jusqu'à évacuation complète du filtrat.

Lors de la filtration, la tige creuse et la courroie à vis creuse peuvent être tournées dans le sens horaire (vue de dessus) pour remonter le matériau. La courroie à vis creuse permet de limiter l'épaisseur du gâteau de filtration lors de sa rotation, assurant ainsi une fine couche de matériau et augmentant le débit de filtration. Pour les matériaux secs et faciles à filtrer, il n'est pas nécessaire de remuer pendant la filtration ; le matériau est filtré directement jusqu'à évaporation complète.

(2) Peut être lavé et filtré plusieurs fois

Après filtration, certains matériaux doivent être lavés plusieurs fois.

Une fois le matériau séché dans la machine, le liquide de lavage est versé par l'orifice prévu à cet effet sur le dessus. Le gâteau de filtration est ensuite uniformément remis en suspension grâce à l'agitation de l'arbre et du ruban creux, puis pressé à sec après ce repulpage homogène. Si un seul lavage s'avère insuffisant, il est possible de le répéter plusieurs fois. L'opération est simple et ne nécessite que très peu de main-d'œuvre.

Le lavage des matériaux selon la méthode décrite ci-dessus est appelé lavage intermittent. Comme les matériaux sont essorés à chaque cycle et que du liquide de lavage est ajouté, la quantité de liquide utilisée est moindre, même si les vannes sont ouvertes et fermées plus fréquemment.

La machine peut également laver les matériaux en continu, c'est-à-dire presser en continu le liquide de lavage à l'aide d'une pompe ou d'autres méthodes, et utiliser la pression du liquide de lavage pour filtrer, tandis que l'arbre creux et le ruban creux sont continuellement agités, et le filtrat est continuellement évacué par la sortie de filtrat jusqu'à ce que les exigences de lavage soient satisfaites, le gâteau de filtration est finalement séché par pression.

(3) Système de collecte et de réutilisation du liquide de lavage

La machine tout-en-un de filtration, lavage et séchage adopte une conception segmentée. Grâce à la commande par vannes, une filtration indépendante multi-étapes et un rinçage à contre-courant segmenté sont possibles. Le liquide de lavage filtré est évacué par la conduite principale, puis s'écoule dans le réservoir de stockage temporaire après un prétraitement par un filtre à double sac filtrant. La pompe haute pression située au fond du réservoir effectue un second traitement sur le filtre de précision transporté par le liquide de lavage, puis utilise une vanne pour contrôler deux sorties : une conduite est reliée à l'entrée de liquide de lavage située en haut de la machine trois-en-un et effectue un lavage et une purification préliminaires (réutilisation) du matériau ; l'autre conduite est raccordée à la conduite de traitement externe du liquide de lavage et intègre le processus d'évacuation des eaux usées.