[發(fā)明專利]一種基于干法可控微降解技術(shù)回收利用聚酰亞胺的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310415960.3
• 申請(qǐng)日: 2023-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116589746A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 襲鍇;葉劍雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J11/26
• 分類號(hào): C08J11/26;C08J11/24;C08J11/28;C08J11/10;C08J5/18;C08L79/08;C08G73/10
• 代理公司: 南京智轉(zhuǎn)慧移知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32649
• 代理人: 王偉

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于干法可控微降解技術(shù)回收利用聚酰亞胺的方法，屬于廢舊高分子材料循環(huán)利用及資源化領(lǐng)域。該方法首先向聚酰亞胺加入溶脹助劑和降解劑使其發(fā)生化學(xué)可控微降解，然后干燥粉碎得到聚酰亞胺微降解粉末；再將微降解粉末直接熱亞胺化處理制備聚酰亞胺模塑粉，或加入到有機(jī)溶劑或高分子溶液中形成分散液。所得聚酰亞胺模塑粉熱穩(wěn)定性優(yōu)異，聚酰亞胺復(fù)合薄膜與純聚酰亞胺力學(xué)、熱穩(wěn)定及介電性能相近，可實(shí)現(xiàn)高度不溶不熔的聚酰亞胺的回收利用。本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)單，成本低且對(duì)環(huán)境友好，在解決聚酰亞胺邊料、廢料造成的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)問(wèn)題上帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，為聚酰亞胺的高附加值回收利用提供一種全新的技術(shù)方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚酰亞胺的高效回收方法。

背景技術(shù)

聚酰亞胺材料以其良好的力學(xué)性能、出色的熱穩(wěn)定性、突出的耐化學(xué)性、強(qiáng)大的阻燃性能和優(yōu)異的介電性能而廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通和微電子行業(yè)等領(lǐng)域。隨著這些行業(yè)的蓬勃發(fā)展，聚酰亞胺的需求量也在日益增長(zhǎng)。然而，在聚酰亞胺生產(chǎn)、分切、使用過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)生不少邊角廢料，如果僅焚燒或掩埋處理的話會(huì)造成資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染。因而從保護(hù)環(huán)境與發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，聚酰亞胺的回收利用值得關(guān)注。

目前聚酰亞胺材料常見(jiàn)的回收方法是完全水解法，即在較強(qiáng)的堿性條件下將聚酰亞胺完全水解得到原料單體進(jìn)行回收，雖然該方法廢材的分解率高達(dá)100％，但存在工藝復(fù)雜，單體回收率較低，回收能耗及成本高，還會(huì)產(chǎn)生大量工業(yè)廢水造成二次污染等問(wèn)題。此外聚酰亞胺的回收方法還有熔融法、填料法等，但同樣避免不了高能耗、高成本的問(wèn)題，且具有設(shè)備要求高、條件苛刻的局限性，致使難以大規(guī)模應(yīng)用到工業(yè)實(shí)際中去。

中國(guó)專利CN?1324789?A提出將聚酰亞胺在堿的水溶液中加熱水解，回收不溶于水的二胺，將得到的粗二胺經(jīng)水洗、重結(jié)晶，回收為單體級(jí)二胺原料；再將濾液用酸處理，回收四羧酸，將四羧酸水洗去鹽后，經(jīng)加熱或與醋酐共熱得到單體級(jí)的四羧酸二酐。該方法步驟多、周期長(zhǎng)、工藝復(fù)雜，且需要使用大量酸堿液，得到的單體回收率低，對(duì)環(huán)境不友好并且產(chǎn)品附加值低。

中國(guó)專利CN?109971115?A公布了一種物理方法回收聚酰亞胺薄膜，即在液氮冷凍條件下使用多種粉碎機(jī)和高能行星球磨機(jī)配合使用，將極難粉碎的聚酰亞胺薄膜低溫高速粉碎，得到粒徑較小的聚酰亞胺粉料。該發(fā)明雖然工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，但設(shè)備要求極高，極其低溫環(huán)境的條件比較苛刻，增加了能耗與成本。

為了實(shí)現(xiàn)聚酰亞胺的高附加值綠色回收利用，本發(fā)明通過(guò)化學(xué)方法使聚酰亞胺在可控范圍內(nèi)發(fā)生化學(xué)微降解脆化，變得極易粉碎加工。再將微降解得到的粉料直接熱亞胺化處理得到聚酰亞胺模塑粉；也可加入到有機(jī)溶劑或高分子溶液中形成分散液，例如返混到聚酰胺酸前驅(qū)體溶液中，經(jīng)亞胺化處理得到聚酰亞胺復(fù)合薄膜。所得的聚酰亞胺模塑粉熱穩(wěn)定性優(yōu)異，所得聚酰亞胺復(fù)合薄膜與純聚酰亞胺力學(xué)、熱穩(wěn)定及介電性能相近，可實(shí)現(xiàn)高度不溶不熔的聚酰亞胺的回收利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要目的針對(duì)現(xiàn)有聚酰亞胺回收技術(shù)存在的成本高、能耗大、對(duì)環(huán)境不友好等問(wèn)題，提供一種簡(jiǎn)單高效的聚酰亞胺的回收方法，旨在解決聚酰亞胺回收領(lǐng)域資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問(wèn)題，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于干法可控微降解技術(shù)回收利用聚酰亞胺的方法，所述的干法微降解技術(shù)為：將聚酰亞胺廢料與降解劑、溶脹助劑，在80-350℃，0.1-5MPa下反應(yīng)0.5-90h。

所述的干法可控微降解技術(shù)回收利用聚酰亞胺的方法，具體步驟包括：

1)將聚酰亞胺廢料與降解劑、溶脹助劑，在80℃、5MPa的密閉容器中反應(yīng)90h，得到聚酰亞胺微降解產(chǎn)物；

2)將聚酰亞胺微降解產(chǎn)物在60-120℃下干燥4-12h后充分研磨得到聚酰亞胺微降解粉末；