cylindre de purification conique à résine d'éther de polyphénylène PPO, deux-en-un

La résine polyphénylène éther (PPO) est une résine thermoplastique appartenant à la famille des cinq plastiques techniques. Elle présente d'excellentes propriétés physiques et mécaniques, une bonne résistance à la chaleur et une isolation électrique. Sa faible hygroscopicité, sa haute résistance mécanique, sa bonne stabilité dimensionnelle et sa résistance au fluage à haute température la placent parmi les meilleurs plastiques techniques thermoplastiques.

Actuellement, la modification par mélange est une méthode de modification importante des éthers de polyphénylène. Cette modification présente d'excellentes performances globales et est largement utilisée dans de nombreux domaines tels que l'industrie automobile, l'électronique, la bureautique, l'instrumentation de précision et le textile.

Le polyphénylène éther présente notamment des perspectives d'application considérables dans le secteur des circuits imprimés hautes performances.

Utilisé comme composant de mélange, il améliore efficacement les défauts des substrats de circuits imprimés ordinaires, tels que les résines phénoliques et à base d'hydrogène cyclique, qui présentent de faibles propriétés diélectriques, une faible résistance à la chaleur, un coefficient de dilatation thermique élevé et une faible résistance à l'humidité. En particulier, les résines de faible masse moléculaire améliorent la mouillabilité de la résine, permettent une imprégnation à température ambiante et augmentent considérablement sa fluidité lors du moulage, sans nécessiter de pré-fonctionnalisation des matières premières. La modification des résines époxy par des résines de faible masse moléculaire permet une dissolution relativement rapide dans la résine époxy liquide à une température donnée, pour obtenir un système à la viscosité appropriée. Ceci améliore l'imprégnation des matériaux de renforcement et la fluidité des feuilles adhésives, permettant ainsi d'obtenir un système de résine époxy à haute teneur et aux bonnes propriétés de mise en œuvre. Le système durci présente une meilleure résistance à la chaleur, de meilleures propriétés diélectriques et une ténacité à la rupture accrue.

Il est donc d'une grande importance pratique de préparer du polyphénylène éther de haute pureté et de faible poids moléculaire.

Analyse du procédé de filtration et de lavage existant de la résine de polyphénylène éther (PPO)

Après séparation de l'éther polyphénylène, celui-ci doit être filtré et lavé avant d'être introduit dans le séchoir. Exigences du procédé : 1. La teneur totale en matières volatiles du gâteau de filtration doit être inférieure à 60 % de sa masse totale, et la teneur en bon solvant (tel que le toluène) doit être réduite à 10 % de sa masse totale. En dessous de 10 %, une teneur excessive en bon solvant risque d'entraîner l'adhérence de l'éther polyphénylène à la paroi interne du séchoir pendant le séchage, ce qui diminuera l'efficacité de ce dernier et pourra même l'endommager. 2. Il convient de minimiser la fragmentation des particules lors de la filtration et du lavage, en particulier pour les particules inférieures à 100 µm, qui doivent être maintenues à moins de 15 %. Une trop grande quantité de poudre fine augmente le risque de pollution par les poussières et d'explosion de poussières lors des étapes de traitement suivantes.

Le post-traitement des éthers de polyphénylène, tel que décrit dans l'art antérieur, comprend généralement les étapes suivantes : séparation solide-liquide (filtration) → dispersion et purification (généralement par agitation) → seconde séparation solide-liquide (refiltration) → séchage et autres étapes. Dans la plupart des cas, ce procédé nécessite au moins : 2 à 3 séparations solide-liquide (filtration), 1 à 2 dispersions et purifications, et 1 à 2 séchages. Il requiert un équipement important et un temps de traitement long (temps de dispersion > 10 min), une faible efficacité et un taux de fragmentation élevé. Il est difficile de garantir que ce taux n'augmente pas, même en réduisant au maximum la concentration de solvants efficaces (tels que le toluène).

De plus, afin de réduire la teneur en bon solvant dans le gâteau de filtration, on y parvient souvent en augmentant le nombre de nettoyages, la quantité de méthanol, en prolongeant la durée du nettoyage et en augmentant l'intensité de l'agitation.

Les problèmes qui en découlent sont les suivants : le temps de traitement du matériau est long, l’efficacité est faible et le taux de bris augmente, ce qui entraîne une forte proportion de poudre fine. Par conséquent, il existe une contradiction entre la réduction de la concentration du bon solvant (toluène) et la réduction de la teneur en particules fines dans l’éther de polyphénylène tel que décrit dans l’état de la technique.

Analyse technique de deux filtres coniques et d'un filtre unique dans le procédé de filtration sous pression et de lavage de la résine de polyphénylène éther (PPO).

Le procédé actuel est dispersé et utilise de nombreux équipements. Le processus de production de ces équipements peut être intégré dans un filtre conique deux-en-un, permettant ainsi une production séquentielle : la séparation solide-liquide est réalisée dans un premier équipement, suivie de plusieurs cycles de dispersion et de purification, puis du séchage final. Lors de la dispersion et de la purification, le problème de pulvérisation excessive des matériaux due à un transfert de masse et une agitation accrus est évité, tout en assurant la continuité de la production.

Aucun transfert secondaire de matières n'est nécessaire durant tout le processus de production, ce qui permet de gagner du temps. En temps normal, le transfert de matières est généralement rapide, mais en pratique, des problèmes d'obstruction des canalisations surviennent fréquemment, allongeant ainsi le cycle de production.

(1) Procédé de séparation solide-liquide

Une séparation solide-liquide est effectuée sur la suspension liquide afin d'obtenir un gâteau de filtration d'éther de polyphénylène. Le procédé de séparation utilise une méthode de filtration sous pression, qui permet d'éviter l'ébullition des solvants à bas point d'ébullition. L'épaisseur du gâteau de filtration est contrôlée entre 10 et 50 mm, et la méthode de filtration sur gâteau mince est employée pour obtenir une filtration à haute efficacité.

(2) Processus de nettoyage

Le gâteau de filtration obtenu lors du processus de séparation solide-liquide est pulvérisé et nettoyé avec un liquide de nettoyage, lequel est simultanément évacué ; en contrôlant la quantité de liquide de nettoyage, sa température et la pression de nettoyage, un meilleur effet de lavage peut être obtenu.

(3) Pré-séchage

Le pré-séchage peut recourir à des méthodes de séchage classiques, telles que le séchage par purge gazeuse ou le séchage par essorage, afin d'éliminer le solvant présent à la surface du gâteau de filtration. La méthode de purge gazeuse et de séchage, par exemple, utilise un gaz inerte pour purifier et sécher le gâteau, la température du gaz de séchage étant fixée entre 1 et 200 °C.

Le filtre conique deux-en-un intègre le processus de production de la résine d'éther de polyphénylène PPO pour la filtration et le lavage, simplifie la chaîne de production, réduit la difficulté de raffinage et de purification des polymères à haut poids moléculaire, améliore la pureté du produit et contribue à améliorer la stabilité de sa qualité ; il permet également le recyclage du solvant, des catalyseurs et autres composants, tout en permettant des économies d'énergie et la protection de l'environnement.

Principe de fonctionnement d'un filtre conique deux-en-un

Le filtre conique deux-en-un est composé d'un cône ou d'un cylindre constitué d'une plaque à orifices multicouches et d'un média filtrant superposés. À l'intérieur, un arbre d'agitation et une vis sans fin à pas variable multi-angle assurent la filtration du matériau. Grâce à des opérations d'agitation, de levage et de raclage, ainsi qu'à l'évacuation automatique du gâteau de filtration, cette machine peut être utilisée pour la filtration sous vide ou sous pression. Durant la filtration, le racleur interne racle en continu le gâteau de filtration sur la grille, permettant ainsi une filtration optimale avec une fine couche de gâteau et 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 peut être ajouté, et le gâteau de filtration peut être remis en suspension par le racleur, l'agitateur et la vis d'extrusion dans la machine, puis pressurisé ou la suspension remise en suspension est filtrée en un gâteau de filtration par aspiration.

De cette manière, la filtration de la boue est répétée plusieurs fois pour laver soigneusement les matériaux, et finalement tous les gâteaux de filtration sont évacués de la machine.

(1) Filtration sous pression ou filtration sous vide

Introduisez le mélange solide-liquide issu du réacteur ou du cristalliseur en amont dans la cuve de deux unités d'un même appareil. Ouvrez la sortie de filtrat inférieure et injectez de l'air comprimé ou de l'ammoniac dans l'appareil afin de pressuriser le mélange solide-liquide ayant réagi. Filtrez jusqu'à évaporation complète du contenu. Il est également possible de créer un vide à la sortie du filtrat pour filtrer le matériau sous vide jusqu'à ce que le filtrat soit évacué.

Lors de la filtration, l'arbre creux et la courroie spirale creuse peuvent être tournés dans le sens horaire (vus du dessus) pour remonter le matériau. La courroie spirale creuse, en tournant, limite l'épaisseur de la couche de gâteau de filtration, ce qui permet d'obtenir un gâteau fin et rapide et d'augmenter le débit de filtration. Pour les matériaux faciles à filtrer, il n'est pas nécessaire de les remuer pendant la filtration ; un séchage direct est possible.

(2) Peut être lavé et filtré plusieurs fois

Après filtration, certains matériaux doivent être lavés plusieurs fois. Une fois séchés dans la machine, le liquide de lavage est ajouté par l'orifice prévu à cet effet. Le gâteau de filtration est ensuite remis en suspension de manière homogène grâce à l'agitation de l'arbre et du ruban creux, puis séché. Si un seul lavage est insuffisant, plusieurs lavages peuvent être effectués. Ces étapes peuvent être répétées autant de fois que nécessaire. L'opération est simple et ne requiert qu'une faible pénibilité du travail.

Le lavage des matériaux selon la méthode décrite ci-dessus est appelé lavage intermittent. Comme les matériaux sont pressés à sec et que du liquide de lavage est ajouté à chaque étape, bien que les vannes soient ouvertes et fermées plus fréquemment, la quantité de liquide utilisée est moindre. La machine peut également effectuer un lavage continu : le liquide de lavage est alors injecté en continu par une pompe ou un autre procédé, et la pression du liquide est utilisée pour filtrer. L'arbre et le ruban creux sont brassés en continu, et le filtrat est évacué en continu par la sortie prévue à cet effet. Une fois le lavage terminé, le gâteau de filtration est finalement pressé à sec. Cette méthode de lavage continu consomme généralement plus de liquide de lavage que le lavage intermittent, mais elle est plus facile à mettre en œuvre.