[發明專利]一種用乙醇超臨界萃取法提取聚乙烯粉末內部溶劑的方法

無效

• 申請號: 201110437982.7
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102553292A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 景強;孔凡敏;蘇豪;王祥云
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;南化集團研究院
• 主分類號: B01D11/02
• 分類號: B01D11/02;G01N1/34;G01N1/40
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明屬石油化工技術領域，針對經溶劑溶脹后的聚乙烯粉末內部中含有溶劑量的測定，提出用乙醇超臨界萃取出聚乙烯粉末內部溶劑的方法。

背景技術

利用聚乙烯原料進行凝膠紡絲已在國內外工業化，其生產的高性能聚乙烯纖維具有比重輕、高強、高模、耐腐蝕等優異性能，廣泛應用于國防、軍工、安全防護、特種建筑、漁業、造船業等領域，特別是在航天航空領域、軍事領域有著不可替代的作用，具有非常良好的市場前景。

凝膠紡絲工藝中，首先需要用溶劑溶脹聚乙烯原料，對溶脹后的聚乙烯粉末內部溶劑含量進行分析，可分析判斷溶劑對聚乙烯原料的溶脹效果，從而根據溶脹效果來選擇合適的溶劑以及相應的溶脹工序參數。由于在常溫下聚乙烯粉末內部的溶劑不容易被萃取出來，萃取率不高。因此，需要開發一種新型的方法將聚乙烯粉末內部的溶劑盡可能全部萃取出來。

國內外關于超臨界萃取的報道很多，但大多數都是利用二氧化碳作為萃取流提取樣品中有用成分，如CN101579019A、CN101416663A、CN101385571A等。超臨界萃取技術在超高分子量聚乙烯纖維紡絲方面的應用只有專利CN1693545A和日本專利JP2003-3323，這兩篇專利均是利用超臨界萃取技術將超高分子量聚乙烯纖維中殘留的溶劑萃取出來，側重于超高分子量聚乙烯纖維的制備方法。其中CN1693545A所用萃取流為甲烷、乙烷、乙烯等烴類有機物，日本專利JP2003-3323所用萃取流為二氧化碳。至今尚未見利用乙醇作為萃取流萃取聚乙烯粉末內部溶劑的報道。

發明內容

本發明是針對經溶劑溶脹后的聚乙烯粉末內部中含有溶劑量的測定，提出用乙醇超臨界萃取出聚乙烯粉末內部溶劑的方法。

本發明的主要技術方案是：

（1）選擇乙醇作為萃取流，凝膠紡絲工藝中一般選擇十氫萘作為聚乙烯溶劑，由于乙醇和十氫萘溶劑互溶，選擇乙醇作為萃取流可縮短萃取時間，提高萃取率；以氮氣作為萃取氛圍，可有效降低在高溫下聚乙烯由于產生熱氧降解而導致聚乙烯質量的變化。

（2）超臨界萃取條件：溫度230℃~260℃，優選240~250℃；壓力6~10MPa（A），優選7~8MPa（A）；萃取時間0.5h~5h，優選1h~2h。

一般地本發明方法的實施步驟如下：

①將溶脹后的聚乙烯過濾，去除大部分溶劑；

②過濾后的聚乙烯進行離心分離，去除聚乙烯表面的溶劑，稱量離心后的聚乙烯質量。離心分離條件為：離心轉速2000rpm，離心時間20min；

③將離心分離后的聚乙烯放入萃取釜中，注入乙醇，加入的乙醇需浸沒聚乙烯；

④向萃取釜通入氮氣加壓，然后升溫進行萃取，壓力平衡后，放掉萃取釜內部的氣體；⑤萃取完畢后稱量聚乙烯質量。

一般地，所用聚乙烯粉末粒度為20~100目，優選60~80目。

所述萃取溶劑為十氫萘、四氫萘、苯、二甲苯中的任意一種或多種。

所述的步驟④中，在室溫的條件下通入氮氣。

所述步驟④中，萃取釜內部初始壓力為2~3MPa（A）。

所述步驟④中，萃取溫度為230℃~260℃時，萃取壓力為6~10MPa（A），萃取時間為0.5h~5h。

本發明方法具有萃取時間短，萃取效率高，萃取過程在氮氣氛圍中進行，可有效降低

在高溫下聚乙烯由于產生熱氧降解而導致聚乙烯質量的變化。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明方法加以詳細描述。

在進行實施例時，需同時萃取空白樣（溶劑浸潤聚乙烯粉末表面但不對聚乙烯粉末進行溶脹作為平行樣），未經萃取的聚乙烯空白樣和樣品質量分別記為W₀₁和W₀₂，萃取后的平行樣和樣品質量分別記為W₁₁和W₁₂。聚乙烯樣品內部溶劑量W按公式1進行計算。??????????????????????????????????????????????????????????????????公式1