Способ выделения полифениленсульфида из реакционной массы

(19) (1) А 4 (51) 1 б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.:1Н АВТОРСНОМУ СВрдЩщуу,д,.р,(21) 3233314/23-05(71) Кемеровский научно-исследовательский институт химической промышленности Кемеровского научно-производственного объединения "Карболит"(56) 1. Патент США В 3457242,кл. 260-79, опублик. 1969.2. Патент США 1(ф 3707528,кл. 260-79, опублик. 1972 (прототип),(54)(57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛИФЕНИЛЕНСУЛЬФИДА ИЗ РЕАКЦИОННОЙ МАССЫ,полученной при конденсации и-дихлорбензола с сульфидом натрия в средеВ-метилпирролидона, удалением Н-метилпирролидона, добавлением воды вполученный осадок и выделением полифениленсульфида из полученной воднойсуспензии фильтрованием, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии, повышения степени чистоты полифенипенсульфида, водудобавляют до концентрации воднойсуспензии 20-40 г/л с последующим перед фильтрацией электродиализом еепри скорости потока 5-20 м/с, ф1 11628Изобретение относится к химической технологии, конкретно к способу выделения полифенипенсульфида из реакционной массы, Выделенный полифениленсульфид может быть использован для получения покрытий, стеклоплас.тиков, клеев, электроизоляционных и антифрикционных материалов.Известен способ выделения полифениленсульфида иэ реакционной мас сы, полученной конденсацией и-дихлорбенэола с сульфидом натрия в среде Ы-метилпирролидона добавлением к полученной реакционной массе второго растворителя 1. 5Однако способ технологически сложен, так как предусматривает ряд сложных операций: многократное нагревание, экстракцию, отстаивание, отделение полифениленсульфида ПФС) 20 фильтрацией суспензии ПФС в органическом растворителе. Смесь растворителей затем необходимо разделить.Наиболее близким к изобретению является способ выделения полифени ленсульфида из реакционной массы, полученной конденсацией п-дихлорбензола с сульфидом натрия в среде И-метилпирролидона, адиабатическим эиспарением И-метилпирролидона, с последующей продувкой горячим воздухом, добавлением воды в оставшуюся массу с последующим кипячением в воде и многократной фильтрацией на нутч-фильтре 2335Недостатками известного способа являются сложность технологической схемы процесса, большое количество сточных вод около 60 л на 1 кг ПФС ), загрязненных хлоридом натрия, а так же большой расход чистой воды (конденсата и тепла для подогрева и разварки суспенэии. Кроме того, этим способом не достигается полного удаления хлорида натрия из ПФС, о чем 45 косвенно можно судить по высокому содержанию золы в продукте (до 1 Ж).Целью изобретения является упрощение технологии выделения, повышение степени чистоты ПФС, 50Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения ПФС иэ реакционной массы, полученной при конденсации п-дихлорбенэола с сульфидом натрия в среде Н-метилпирроли дона, удалением М-метиппирролидонадобавлением в полученный осадок воды и выделением поли 25 2фенилсульфида из полученной воднойсуспензии фильтрованием, воду добавляют до концентрации водной суспензии20-40 г/л с последующимперед фильтрацией электродиалиэомее при скоростипотока 5-20 м/с и выделением полифенилсульфида из суспенэии фильтрованием.Извлечение хлорида натрия из суспензии ПФС проводят в электродиализаторе с катионитовыми и анионитовымимембранами марок МКиМАиразделительными рамкамилабиринтного типасдлиной, шириной и толщиной рабочих каналов соответственно 880,8 и 2 мм.Процесс электродиализа проводят винтенсифицированном гидродинамическом режиме при зазоре между катионитовой и анионитовой мембранами 0,84,0 мм, предпочтительно 2 мм и электрическом напряжении в пределах 412 В, предпочтительно 8 В на каждуюрабочую камеру, Необходимую скоростьдвижения обрабатываемых потоков относительно мембран в пределах 520 см/с, предпочтительно 10 см/с,достигают засчет ихрециркуляции спомощью погружных насосов при кратностиобмена 100-120 и давлении на входе вэлектредиалиэатар 0,07 МПа (0,7 кгс/смг.На чертеже представлена схемаэлектродиализного обессоливания,Схема включает резервуар 1,заполняемый водной суспензией ПФС, погружные насосы 2, приводимые в движение электродвигателями 3, электродиализатор 4 и резервуар 5, заполняемый водой,Циркуляцию рабочих растворов позамкнутым контурам: резервуар 1электродиалиэатор 4 - резервуарирезервуар 5 - электродиализатор 4резервуар 5 осуществляют до практически полного перевода ионов нат"рия и хлора из водной суспензии вводу резервуара 5.Водную суспензию полимера с концентрацией ПФС 20-40 г/л пропускаюттаким образом через электродиалиэаторчерез 10-12 ч до остаточного содержания хлорйда натрия не более 0,043.После этого суспенэию ПФС сливают из резервуара 1 и отделяют ПФСот воды путем фильтрации,Фильтрат используют для приготовления суспензии ПФС.В результате обессоливания сусраьзии ПФС в резервуаре 5 образуется2,7-4 -ный раствор хлорида натрия,который укрепляют дополнительным3 11628 электродиализом, Для этого часть раствора из резервуара 5 переливают в резервуар 1 и проводят процесс электродиализа как указано выше, в результате чего в резервуаре 5 образуется 13,3-18,6%-ный раствор хлорида натрия, а в резервуаре 1 - вода с содержанием соли не более 0,04%, которую используют для заполнения резервуара 5 на следующей операции 0 извлечения соли из суспензии ПФС.При наличии двух злектродиализаторов укрепление солевого раствора .можно проводитьпараллельно с обессоливанием суспензии ПФС. 15При использовании суспензии с концентрацией ПФС менее 20 г/л снижается производительность процесса, при концентрации более 40 г/л забиваются рамки. 31При скорости движения обрабатываемых потоков относительно мембран менее 5 см/с забиваются .рамки, при ско. рости более 20 см/с появляется утечка рабочих растворов через пористые 25 торцы ионитовых мембран за счет необходимости повышения давления для ф прокачивания.П р и м е р 1, Суспензию, содержащую 52 г 40 г/л) ПФС и 61 г 147 г/л 1 З 1 хлорида натрия, в количестве 1413 г загружают в резервуар 1. В резервуар 5 заливают 1480 мл воды.После циркуляции рабочих растворов через электродиализатор 4 в течение 12 ч при 30-35 С, напряжении .12 В на каждую рабочую камеру и скорости движения потоков 20 см/с получают 1300 мп обессоленной суспензии ПФС в резервуаре 1 и 1500 мп 4%-ного раствора хлорида натрия в резерву- аре 5.Обессоленную суспензию ПФС из резервуара 1 отфильтровывают и получают 1270 мл фильтрата с содержанием хлорида натрия 0,001% и 82 г пасты ПФС. 1Высушенный продукт в количестве 51,3 г содержит 0,01% хлорида натрия (по действующим ТУ 0,07% ), име- эО ет температуру плавления 278-280 С.Фильтрат используют для приготовления суспенэии в следующей операции,Из резервуара 5 100 мл 4%-ного зз раствора хлорида натрия переливают в резервуар 1 и проводят процесс злектродиализа 5 ч. В результате в 25 4резервуаре 1 получают 1085 мл воды, содержащей 0,004% хлорида натрия, которую используют в следующей операции, а в резервуаре 5-416 мл 13,3%-но го раствора хлорида натрия.П р и м е р 2, Суспенэию, приготовленную на фильтрате предыдущей операции, содержащую 25,4 г 20 г/л) ПФС и 29, 6 г ( 23, 3 г/л ) хло рида натрия, в количестве 1325 г загружают в резервуар 1. В резервуаре 5 заливают 1085 мл воды, содержащей 0,004% хлорида натрия, полученной по примеру 1.После циркуляции рабочих растворов через злектродиалиэатор 4 в течение 1 О ч при 30-35 С, напряжении 4 В на каждую рабочую камеру и скорости движения потоков 5 см/с получают 1270 мл обессоленной суспензии ПФС в резервуаре 1 и 1095 мл 2,7%-ного раствора хлорида натрия в резервуаре 5.Суспензию ПФС из резервуара 1 отфильтровывают и получают 1255 мл филь- трата с содержанием хлорида натрия 0,002% и 40,4 г пасты ПФС.Высушенный ПФС в количестве 25,0 г содержит 0,001% хлорида натрия, имеет т.пл. 278-280 С.Из резервуара 5 964 мл 2,7%-ного раствора хлорида натрия переливают в резервуар 1 и проводят процесс электролиза в течение 5 ч.В результате в резервуаре 1 получают 955,6 мп воды, содержащей следы хлорида натрия, а в резервуаре 5- 139,4 мл 18,6%-ного раствора хлорида натрия. Способ выделения ПФС из реакционной массы по предложенному способу обладает простотой технологии, компактностью аппаратурного оформления за счет исключения стадий многократной раэварки и многократной фильтрации суспензии ПФС.Способ позволяет значительно сократить количество отходов. Так, например, если для удаления хлорида натрия проводить трехкратную разварку и промывку ПФС согласно известному способу, то на каждый килограмм продукта образуется около 60 л сточных вод, При выделении ПФС согласно предлагаемому способу образуется 5,5-7,95 л 13,3-18,6%-ного раствора хлорида натрия на 1.кг продукта, т.е. количество отходов сокращается в 7- 11 раз.Внешний вид покрытия 1,4 Поверхность неровная, с большим количеством инородных включений Покрытия с инородными включениямиПоверхность неровная, с.паутинообразным рисункомПоверхность ровная, беэ включений 0,16 0,1 0,01 3Поверхность ровная, глянцевая, без включений 0,008 Таблица 2 Тангенс угла диэлектрических потерьПримечание Выдержка приотносительнойвлажности 983и температуре40 С, сут в исходном после выдержки состоянии 1,810 1,2 Поверхность становится рыхлойс белым налетом не замеряется 2,1 10 4,710 3 4.10 1 4.100,5 0,0 Сохраняютсяэлектроизоляционные свойства после длительного воздействия тропической влажности Раствор хлорида натрия с концентрацией 13,3-18,63 может быть полностью утилизирован, например, упариванием с получением кристаллической соли, пригодной для технических целей,Кроме того, за счет повышения степени чистоты выделенного ПФС от хлористого натрия улучшаются эксплуатационные характеристики полимера. В 1 О табл.1 и 2 представлены свойства пленок, полученных из ПФС, выделенного по предлагаемому способу.Измейение электроизоляционных свойств материалов и внешнего вида покрытий на основе ПФС в зависимости от содержания в нем хлорида натрия представлено в табл,1. Содержание ИаС 1 в ПФС 0,1 Х и более снижает качество покрытий и ухудшает диэлектрические свойства материалов на основе ПФС,Предлагаемый способ позволяет получать ПФС с содержанием 0,07, что обеспечивает хорошее качество покрытий и сохраняет электроиэоляционные свойства материалов на основе ПФС после длительного воздействия тропической влажности.Таблица 1