[发明专利]一种聚醚酮/聚醚砜类聚合物的纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物领域，具体涉及一种聚醚酮/聚醚砜的纯化方法。

技术背景

聚醚酮/聚醚砜商品化已经有三十多年的历史了，尽管其合成工艺取得了长足的进步和改善，但工业化生产上的后处理纯化技术的发展状况却较少见到报导，然而聚醚酮/聚醚砜的纯净度对其应用领域的开拓具有重要意义，如在电子器件行业要求金属离子含量在ppb级，医疗卫生行业则要求含量更低，目前制备聚醚酮/聚醚砜技术均需大量的（至少10wt%）金属碱或盐（如KOH或Na₂CO₃等）作催化剂，怎样把金属离子从高聚物中尽可能彻底除去，越来越成为生产上的技术瓶颈。目前已知的纯化方法往往设备庞大，工艺复杂。

英国Victrex公司早期公布的除去芳基聚醚或芳基聚硫醚中无机盐的处理方法，如专利EP0292211是通过把高聚物熔化和/或溶解于溶剂如二苯基砜中形成液体形态，再溶于水相中使无机盐溶解出来，但其流程复杂，设备投资较大。专利US20050004340公开了一种洗涤无机盐的压力容器，通过把高压高温的水打入装有物料的耐高压容器，水在50巴以上的压力下通过物料后在容器另一端缓慢流出并带出无机盐分，这种方法能获得较理想的提纯效果，但因其结构较复杂，产物流速受到限制，工业化放大设备投资和生产维护费用高，且在安全性等方面都存在问题，生产效率和经济效益难以提高，不易被广泛使用在工业化生产上。

中国吉林大学公布的关于聚醚醚酮/聚醚砜的后处理过程是采用反复多次水煮的工艺手段，每次均需将物料混于大量的水中配成较稀的混合物后加热至沸腾状态，如中国专利89100356.8，96100940.3，00107139.4等，其产物含Na⁺等金属离子浓度仍然大于1000ppm。总结以上处理工艺，大都是采用高温水煮或高温高压水洗涤的方式，能耗大，生产成本高，甚至还会影响产品的热稳定性。

CN 1241585A（公开日2000年1月19日）公开了一种冷分散的技术，可使产物金属离子浓度降低到200ppm，然而水煮过程仍须8次以上，而且这种工艺只停留在实验室阶段，并不太适用于工业化生产。

超声提纯技术是一种较新的纯化技术，但超声波清洗设备技术成熟，从目前公布的专利来看，有关超声波提纯物料的应用主要在医药，食品和生物学领域，如CN02109272.8公开的利用超声提取纯化甘蔗渣中的甘草酸，CN200410026912.2公开的从中药附子中提取和纯化多糖成分，CN200610126830.4公开的从中草药中提取有效成分，CN200910170069.8公开的从紫花地丁中提取芹菜素的方法，大大地提高芹菜素得率和纯度等。

超声波设备应用于化工行业提纯方面也有报道，如专利CN03156025.3公布的超声波清洗二氧化锰的方法。但是该方法处理的是一种无机粉料，颗粒较大，且杂质与粉料的结合为物理混杂，结合力小，杂质易于迁出。聚醚酮/聚醚砜是一种有机高聚物，其中杂质与粉料的结合程度紧密，既有物理力的结合，也有化学力的端基结合，采用常规的技术方法难以达到理想的纯化效果，因此，有必要寻找一种更有效的纯化聚醚酮/聚醚砜的方法。

发明内容

本发明的目的是解决目前聚醚酮/聚醚砜提纯所存在的效率低，能耗大，成本高等问题，提供一种聚合物材料的纯化方法，该方法能够克服上述存在问题，所采用的设备结构简单，是工业化生产中的常用标准设备，并且操作方便，除杂能力强。

一种聚醚酮/聚醚砜类聚合物的纯化方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）对含有杂质的聚合物进行粉碎并通过25目的筛网；

（2）将粉碎后的含有杂质的聚合物和去离子水放入容器中，在20℃~95℃下超声处理20~60分钟，将超声后的物料混合液用离心机过滤脱除水分，完成一次清洗过程；重复上述清洗过程4~5次；

（3）在130℃真空下干燥至恒重，得到纯化后的聚合物；

所述含有杂质的聚合物的结构包含如下三个部分：苯基部分；羰基和/或砜部分；醚和/或硫醚部分。

步骤（1）中，所述含有杂质的聚合物优选为聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酮醚酮酮和聚醚醚酮酮、聚醚砜、联苯聚醚砜。

超声波作用于液体时，液体中所形成的数千个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产生的高温和高达上千个大气压，这种现象被称之为“空化效应”。在超声波的作用下，聚合物所含的杂质和溶剂从聚合物中迁移到水相中。聚合物中的残余溶剂也可明显析出到水相中，残余溶剂的量在纯化前与纯化后之差至少为10ppm，在某些情况下可至少为100ppm。