Установка для регенерации волокнистых отходов термопластичных полимеров

(21) 3626 (22) 22.07 (46) 23.02 (72) В. Н А. И. Озе шанова и ехнический институ твенное объединени(71) Курский полии Курское производХимволокно(56) 1. Авторское св483270, кл. В 292. Авторское свид649588, кл. В 2тотип),идетельство СССРВ 3/02, 191.етельство СССР9 С 29/00, 1974 (про ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ 59/23-058385. Бюл.7Тамазина, Ю. Г. Рыжков, ова, Г. Л. Алексеева, Г. В. ПлеЕ. Г. Яковлев(54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ВОЛОКНИСТЫХ ОТХОДОВ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ, содержа(ю В 29 В 17/00 // В 29 К 101:0щая камеру предварительной термообработки, сообщенную с ней камеру плавления с перфорированной вставкой, подающий элемент, систему обогрева и узел подачи инертного газообразного теплоносителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества конечного продукта за счет обеспечения температурно-временных параметров процесса предварительной обработки отходов, камера предварительной обработки выполнена в виде горизонтально расположенной трубы, а подающий элемент - в виде размещенного в камере предварительной обработки перфорированного транспортера, конец которого расположен над центральной зоной камеры плавления.2. Установка по п, 1, отличающаяся тем, что узел подачи инертного газообразного теплоносителя расположен в верхней части трубы и смещен к камере плавления.1140972 35 40 Табли цаПолимер Лавсан Лавсан 0130150 0- 6,1- 12,3- 19,0 5 220 250 Капрон 120 130 40 150- 5,1 1Изобретение относится к оборудованию ДЧ 51 фОРМОВЯНИЯ ВОЛОКОН ИЗ ВОЛОКНИСТЫХ Отходов термопластичных полимеров (лавсан, капрон, полипропилен и др.) и может нанти 11 рименение на предприятиях получевия химических волокон и пластических масс с целью создания безотходной техно- ,1 ОГ 11 И.Известен расплавитель непрерывного действия, содержаший корпус со средствами для ввода отходов, газообразного теплоно.сителя и Вывода расплаВа с размешенноЙ В нем решеткой, причем 1 год решеткой установ; ен с возможностью врашения полый перфорированный цилиндр, а между решеткой и перфорированным цилиндром с зазором к последнему размещен склиз 1.Недостатком данной установки является з 11 ачитель 11 ая термическая и термоокислительная деструкция перерабатываемых полимеров из-за контакта расплава с обогреваемыми поверхностями, что не позволяет получить полимер с волокнообразуюц 1 ими свой- .1 Вами.11 аиболее олизкой к изобретению по технической сушности и достигаемому результату является установка для регенерации Волокнисчых отходов термопластичных полимеров, содержащая камеру предварительной "ермобработки, сообщенную с ней камеру 11 лавления с перфорированной вставкой, подаюпгий элемент, систему отогрева и узел .юдин и инертного газообразного теплоно 11 Е111 Осгач ком известной установки являетс 51 го, что в вертикальном конусообразном бу 1.кс 1 эе предварительной термообработки выержи ва 1 ие температурно-временных параме.ро 1, загруднено, продвижение волокнис:ой массы осуц 1 ествляется самопроизвольновследствие чего отдельные пучки воло 5:иистых отходов продвигаются нерав 1 омср 11 о, могут зависать и подвергаться".г рл 1 ообра 1 аотке в условиях, значительно Очлича 10111 ихся От заданных Оптимальных 11 аРал 1 ЕТГСВ Как ПО ВРЕМЕНИ, таК И ПО тЕМ- ие атуое, Вследствие чего получение поли- эфиров и 11 олиамидов требуемого качества зат,".",деено. 11 елью изобретения является повышение качества конечного продукта за счет обеспечения температурно. временных парамет 11 роцесса предВарительной Обработки Отходов.Поставленная цель достигается тем, что В устаногке для регенерации волокнистых отходов термопластичных полимеров, со-. держа;цей камеру предварительной термообработки, сообщенную с ней камеру плавноия с перфорированной вставкой, подаю- иий элемент, систему обогрева и узел подачи инеотного газообразного теплоносителя,5 1 О 15 20 25 ЗО камера предварительной обработки выполнены в виде горизонтально расположенной трубы, а подающий элемент - в виде размещенного в камере предварительной обработки перфорированного транспортера, конец которого расположен над центральной зоной камеры плавления. Кроме того, узел подачи инертного газообразного теплоносителя расположен в верхней части трубы и смещен к камере плав. ления. Отходы волокна содержат 4,6 - 4,8/, влаги и до 1% замасливателей. Для получения качественного полимера неооходимо в процессе переработки повысить молекулярную массу, т. е. реализовать реакции твердофазной дополиконденсации (лавсан) или дополимеризации (капрон), которые протекают наиболее интенсивно при температуре, близкой к температуре плавления полимера (для лавсана порядка 240 С, для капрона 190 С). Таким образом, длч повышения качества полимеров, получаемых из волокнистых отходов лавсана и капрона, температура в зоне загрузки для лавсана не должна превышать 160 С, а для капрона 130 - ,140 С, затем по мере удаления влаги замасливателей волокно транспортируется в следующие зоны камеры предварительной термообработки, в которых температура постепенно повышается по мере приближения к переходнику, В зоне перехода в камеру плавления температура поддерживается максимальной для реализации твердофазной дополиконденсации или дополимеризации, приводящей к резкому возрастанию молекулярной массы, а следовательно, и к повышению качества полимера. Характер изменения молекулярной массы волокнистых отходов при различных температурных режимах в течение 15 мин в зоне загрузки и в зоне переходника приведен в табл. 1 и 2. Температура Изменениетермообработки, вязкости, %+ 9 +14 23 - 8 +4 Л,5 +12 - 3 - 8 Лавсан Капрон На чертеже изображена схема установки.Установка содержит камеру 1 предварительной термообработки, сообгценную с ней камеру 2 плавления с перфорированной вставкой 3 для равномерного распределения нагретого в системе 4 обогрева, инертного газа, например азота. К перфорированной вставке 3 с наружной стороны прикреплены горизонтальныс перегородки 5 для разделения пространства между камерой 2 плавления и перфорированной вставкой 3 на секции 6, сообщенные посредством штуцеров 7 с системой 4 обогреваКамерапредварительной обработки выполнена в виде горизонтально расположенной трубы, в которой установлен подаюгций элемент, выполненный в виде перфорированного транспортера 8, конец которого расположен над центральной зоной камеры 2 плавления.Узел 9 подачи инертного газообразного теплоносителя расположен в верхней части камеры 1 предварительной обработки и смешен к камере 2 плавления.В нижней части камеры 2 плавления размещен разгрузочный шнек 10 (или плавильная чаша с дозируошим насосным блоком). Камера 1 предварительной термообработки выполнена с загрузочным отверстием 1.Установка рабо 1 ает следуюшим образом.Перед началом процесса регенерации отходов включается система 4 обогрева установки (электропечь), При достижении заданных температур в камерепредварительной термообработки и камере 2 плавления начинается загрузка установки через загрузочное отверстие 11. Поступаюший в камеру 1 предварительной термообработки волокнистый материал подвергается ооработке горячим инертным газом и сушится. В случае 4переработки замасленного волокна здесь происходит удаление основной части замасливателя. Благодаря наличию в камере 1 перфорированного транспортера 8 с возможностью регулирования скорости его 5 движения волокнистая масса не зависаети продвигается с определенной скоростью, при этом подвергается термообработке в заданном температурном и временном режиме, С перфорированного транспортера 8 волок О нистая масса попадает в камеру 2 плавления.Поступление нагретого газа в камеру 1 предварительной термообработки через узел 9 подачи инертного газообразного теплоносителя обеспечивает равномерную подачу инертного газа и не нарушает равномерного 15распределения волокнистои массы на транспортере 8. Смещение узла 9 подачи инертного газообразного теплоносителя к камере 2 плавления позволяет регулировать параметры термообработки, обеспечивая более вы сокую температуру при подаче волокнистоймассы в камеру 2 плавления.Для поддержания требуемой минимальной температуры при загрузке материала и максимальной температуры при подаче 25материала в камер 2 плавления желательно принять соотношение длины камеры 1 к ее диаметру равным шести, которое обеспечи вает необходимый перепад температур, а именно 70 - 80 С, при температуре подаваемого газа 310 С и минимальном его рас- ЗО ходе.Рабочая длина камерырассматривается на участке между продольной осью загрузочного отверстия 11 и продольной осью камеры 2 плавления.Повышение молекулярной массы матери ала возможно только при температуре в зонезагрузочного отверстия 11 для лавсана не более 150 в 1 С и температуре в зоне перехода в камеру 2 плавления не более 240 - 250 С, а для капрона - при температуре 4 О в зоне загрузочного отверстия 11 130 -40 С и в зоне перехода в камеру 2 190 С.Повышение температуры при загрузкеи риводит к резкой деструкции полимеров, а повышение температуры при подаче в камеру 2 приводит к залипанию рабочих органов установки, плавлению полимера и его деструкции.Изменение соотношения размеров камеры 1 предварительной термообработки приводит к нарушению требуемого температур- .5 О ного режима и качество полимера снижается.Данные представлены в табл. 3.1140972 Таблица 3 Отношение Полимер Температурав зонезагрузки,С Количество Температурав зоне длины камеры предварительнойтермообработкик диаметру полимера-6,Качество полимера оценивать по величине молекулярной массы; чем выше молскулярная масса, темвыше качество,Время термообработки 15 мин.Характеристика исходного волокна. содержаниевлаги 08%, содержание замасливателя 0,8%,удельная вязкость 0,5%-ного раствора лавсанав трикрезоле 0,27, относительная вязкость0,5%-ного раствора капрона в серной кислоте 2,09.Для лавсана температура подаваемого азота 310 Спри минимальном расходе, для капрона - 260 Спри минимальном расходе. Примечание: Составитель М. Фитисова Редактор Л. Гратилло Техред И. Верее Заказ 391/15 Тираж 645 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4В камере 2 плавления подача инертного газа осуществляется тангенциально в одну или несколько секций 6, что дает возможность регулировать распределение горячего инертного газа по высоте камеры 2 плавления, Стенки камеры 2 обогреваются посредством органического теплоносителя, поступающего и выходящего через штуцеры 7, и исключают теплопотери инертного газа, В нижней части камеры 2 разгрузочный шнек 10 выполняется коротким и рассчитывается так, чтобы с максимальной скоростью удалить расплав, поступающий из камеры 2 плавления, и создать необходимый подпор для подачи полимера на формование.В целом конструкция обеспечивает продвижение волокнистой массы в камере тер 35 мообработки с заданной скоростью, зависание пучков волокнистых отходов полностью исключается, в результате чего весь объем волокнистой массы подвергается термообработке в идентичных оптимальных условиях как по времени, так и по температуре, что позволяет получать из волокнистых отходов лавсана и капрона качественные волокнообразующие полимеры с повышенной молекулярной массой. 45 Использование предлагаемого изобретения позволит регенерировать и синтезировать полимеры с повышенной молекулярной массой из форполимеров (низкомолекулярных полимеров) путем осуществления допо.ликонденсации или дополимеризации в твердо дой фазе.