Filtro de resina de éter de polifenileno PPO para lavagem e purificação, cilindro cônico dois-em-um

A resina de polifenileno éter (PPO) é uma resina termoplástica, pertencente ao grupo dos cinco plásticos de engenharia de uso geral. Possui excelentes propriedades físicas e mecânicas, resistência ao calor e isolamento elétrico. Sua baixa higroscopicidade, alta resistência, boa estabilidade dimensional e resistência à fluência em altas temperaturas são as melhores entre todos os plásticos de engenharia termoplásticos.

Atualmente, a modificação por mistura é uma importante medida de modificação do éter de polifenileno. Essa modificação apresenta excelente desempenho geral e é amplamente utilizada em diversos setores, como o automotivo, o elétrico e eletrônico, o de máquinas de escritório, o de instrumentos de precisão e o de equipamentos têxteis.

Especialmente na indústria de placas de circuito impresso de alto desempenho, o éter de polifenileno apresenta consideráveis ​​perspectivas de aplicação.

Como componente de mistura, melhora eficazmente os defeitos de substratos comuns de placas de circuito impresso, como resinas fenólicas e de hidrogênio cíclico, que apresentam propriedades dielétricas deficientes, baixa resistência ao calor, alta taxa de expansão térmica e baixa resistência à umidade. Em particular, resinas de baixo peso molecular não só melhoram a molhabilidade da resina, permitindo a impregnação à temperatura ambiente e melhorando significativamente a fluidez da resina durante a moldagem, como também não exigem a pré-funcionalização das matérias-primas. Ao modificar resinas epóxi com pesos moleculares menores, estas se dissolvem relativamente rápido na resina epóxi líquida a uma determinada temperatura, obtendo-se um sistema com viscosidade adequada, melhorando a impregnação dos materiais de reforço e a fluidez das folhas adesivas. Dessa forma, é possível obter um sistema de resina epóxi com alto teor de resina e boas propriedades de processamento. O sistema curado apresenta melhor resistência ao calor, propriedades dielétricas e tenacidade à fratura.

Portanto, é de grande importância prática preparar éter polifenileno com alta pureza e baixo peso molecular.

Análise do processo existente de filtração e lavagem da resina de éter polifenileno (PPO).

Após a separação do éter polifenileno, este precisa ser filtrado e lavado antes de entrar no secador. Requisitos do processo: 1. O teor total de matéria volátil na torta de filtração deve ser reduzido para menos de 60% do peso total da torta, e o solvente adequado (como tolueno) deve ser reduzido para 10% do peso total da torta. Abaixo de 10%, o excesso de solvente adequado fará com que o éter polifenileno adira à parede interna do secador durante o processo de secagem, resultando em uma diminuição da eficiência de secagem e até mesmo danos ao secador. 2. Minimizar a quebra de partículas durante o processo de filtração e lavagem, especialmente as partículas menores que 100 μm, que devem ser controladas em até 15%, pois o excesso de pó fino aumentará a possibilidade de poluição por poeira e explosão de poeira no processamento subsequente.

O processo de pós-tratamento do éter de polifenileno na técnica anterior geralmente consiste em: separação sólido-líquido (filtração) → dispersão e limpeza (geralmente por agitação) → segunda separação sólido-líquido (refiltração) → secagem e outras etapas. Na maioria dos casos, são necessárias pelo menos: 2 a 3 etapas de separação sólido-líquido (filtração), 1 a 2 etapas de dispersão e limpeza, e 1 a 2 etapas de secagem. Esse processo requer muitos equipamentos e um longo tempo de processamento (tempo de dispersão > 10 min), apresenta baixa eficiência e alta taxa de quebra de partículas. É difícil garantir que a taxa de quebra de partículas não aumente, mesmo reduzindo ao máximo a concentração de bons solventes (como o tolueno).

Além disso, para reduzir o teor de solvente adequado na torta de filtração, geralmente se aumenta o número de lavagens, a quantidade de metanol, o tempo de lavagem e a intensidade da agitação.

Os problemas daí resultantes são: o tempo de processamento do material é longo, a eficiência é baixa e a taxa de quebra aumenta, resultando em uma alta taxa de pó fino. Portanto, existe uma contradição entre reduzir a concentração de um bom solvente (tolueno) e reduzir o teor de partículas finas no éter de polifenileno, conforme descrito no estado da técnica.

Análise técnica de dois filtros cônicos e um filtro no processo de filtração sob pressão e lavagem da resina de polifenileno éter (PPO).

O processo atual é disperso e utiliza muitos equipamentos. O processo de produção com múltiplos equipamentos pode ser reunido em um filtro cônico dois-em-um, e então a produção é realizada em etapas, ou seja, a separação sólido-líquido é realizada em um equipamento, seguida por múltiplas etapas de dispersão e limpeza, e finalmente a secagem. Durante a dispersão e limpeza, o problema da pulverização excessiva dos materiais causada pela transferência de massa e agitação aprimoradas é evitado, mantendo-se a continuidade da produção.

Não há transferência secundária de materiais durante todo o processo de produção, o que economiza o tempo perdido com essa transferência. Geralmente, a transferência de materiais não leva muito tempo durante a produção normal, mas na produção real, sempre há problemas de bloqueio de material na tubulação, o que prolonga todo o ciclo de produção.

(1) Processo de separação sólido-líquido

A separação sólido-líquido é realizada na suspensão líquida para obter uma torta de filtração de éter polifenileno. O processo de separação adota um método de filtração sob pressão; na filtração sob pressão do processo de separação sólido-líquido, a ebulição de solventes de baixo ponto de ebulição pode ser evitada. A espessura da torta de filtração de éter polifenileno é controlada entre 10 e 50 mm, e o método de filtração com torta fina é adotado para alcançar uma filtração de alta eficiência.

(2) Processo de limpeza

A torta de filtração obtida no processo de separação sólido-líquido é pulverizada e limpa com líquido de limpeza, sendo este líquido pulverizado e descartado simultaneamente; controlando a quantidade de líquido de limpeza, a temperatura do líquido e a pressão de limpeza, é possível obter um melhor efeito de lavagem.

(3) Pré-secagem

O processo de pré-secagem pode adotar métodos de secagem convencionais, como a secagem por purga de gás ou a secagem por centrifugação, para remover o solvente da superfície da torta de filtração. O método de purga e secagem com gás, por exemplo, utiliza gás inerte para purificar e secar, com a temperatura do gás de secagem ajustada entre 1 e 200 °C.

O filtro cônico dois-em-um integra o processo de produção da resina de éter de polifenileno (PPO) para filtração e lavagem, simplifica a tubulação, reduz a dificuldade de refino e purificação de polímeros de alto peso molecular, melhora a pureza do produto e contribui para a estabilidade da qualidade do produto; além disso, permite a reciclagem de solventes, catalisadores e outros materiais, alcançando o efeito de economia de energia e proteção ambiental.

Princípio de funcionamento do filtro cônico dois-em-um

O cone ou cilindro do filtro cônico dois-em-um é equipado com uma placa de orifício multicamadas e um meio filtrante sobrepostos, formando um dispositivo de filtragem. O interior possui um eixo de agitação e um dispositivo de agitação com parafuso de passo variável multiangular para filtrar o material. As operações de agitação, elevação e raspagem, com a remoção automática da torta de filtração durante o descarregamento, permitem que esta máquina seja utilizada para filtração a vácuo ou sob pressão. Durante o processo de filtração, o raspador da máquina raspa continuamente a torta de filtração na tela filtrante, de modo que o material seja filtrado sob uma fina camada de torta, resultando em uma alta taxa de filtração.

Caso o material precise ser lavado, a pasta pode ser filtrada e seca na máquina primeiro, e então o líquido de lavagem pode ser adicionado, e a torta de filtração pode ser ressuspensada pelo raspador, agitador e parafuso de extrusão na máquina, e então pressurizada ou a ressuspensão é filtrada em uma torta de filtração por vácuo.

Dessa forma, a filtração da lama é repetida várias vezes para lavar os materiais completamente e, finalmente, todas as tortas de filtração são descarregadas da máquina.

(1) Filtração por pressão ou filtração a vácuo

Alimente a mistura sólido-líquido produzida pelo reator ou equipamento de cristalização a montante no tanque de um dos dois conjuntos do mesmo equipamento, abra a saída de filtrado inferior e passe ar comprimido ou gás amônia para dentro do equipamento para pressurizar a mistura sólido-líquido reagida. Filtre até que o conteúdo da máquina esteja completamente seco. Também é possível aplicar vácuo na saída do filtrado para filtrar o material a vácuo até que o filtrado seja drenado.

Durante a filtração, o eixo oco e a correia espiral oca podem girar no sentido horário (visto de cima) para elevar o material. A correia espiral oca, ao girar, limita a espessura da camada de torta de filtração, de modo que o material se forme rapidamente em uma torta fina, aumentando a velocidade de filtração. Para materiais de fácil filtração, não é necessário agitar o material durante o processo, bastando secá-lo.

(2) Pode ser lavado e filtrado várias vezes

Após a filtragem de alguns materiais, é necessário lavá-los diversas vezes. Depois de secos na máquina, o líquido de lavagem pode ser adicionado à entrada superior e, em seguida, a torta de filtração pode ser homogeneizada por meio da agitação do eixo oco e da fita oca. A mistura deve ser homogeneizada e, por fim, o material deve ser seco. Caso uma lavagem não seja suficiente, podem ser realizadas múltiplas lavagens, e as etapas acima podem ser repetidas diversas vezes. A operação é prática e requer pouca mão de obra.

A lavagem dos materiais com o método acima é chamada de método de lavagem intermitente. Como os materiais são prensados ​​a seco a cada vez e o líquido de lavagem é adicionado para a lavagem, embora as válvulas sejam abertas e fechadas mais vezes durante a operação, menos líquido de lavagem é usado. A máquina também pode realizar a lavagem contínua do material, ou seja, o líquido de lavagem é continuamente injetado por uma bomba ou outros métodos, e a pressão do líquido de lavagem é usada para filtrar, o eixo oco e a fita oca são continuamente agitados e o filtrado é continuamente descarregado pela saída de filtrado. Até que os requisitos de lavagem sejam atendidos, a torta de filtração é finalmente prensada a seco. Este método de lavagem contínua geralmente requer mais líquido de lavagem do que a lavagem intermitente, mas é mais conveniente de operar.