[发明专利]一种祛除耐高温聚合物溶液中溶剂的方法

说明书

本发明提供了一种祛除耐高温聚合物溶液中溶剂的方法。该方法包含以下步骤：a)耐热聚合物与良溶剂I组成的溶液在与不良溶剂II混合后，聚合物发生沉析，将混合物粉碎成浆料,过滤后得到滤液和滤饼；b)在萃取罐中加入滤饼和脱附剂后密封，通入超临界二氧化碳，萃取滤饼中残留的良溶剂I，将萃取液转入分离罐；c)将萃取罐降压，静止并低温冷凝，分离变为气态的二氧化碳，得到干燥的聚合物粉末，洗涤、干燥后，得到目标耐高温聚合物。该方法降低了聚合物溶液中溶剂的回收难度和废液产生量。

技术领域

本发明属于聚合物提纯技术领域，具体涉及一种祛除耐高温聚合物溶液中溶剂的方法。

背景技术

溶液聚合是一种合成聚合物的方法，是指单体在溶液中进行缩聚反应，生成具有一定粘度的聚合物溶液的方法。这种方法在耐高温聚合物的合成制备中应用尤为广泛。比如杜邦公司、SABIC公司、中科院长春应化所等在极性良溶剂中制备的可溶性聚酰亚胺、赢创公司制备的聚酰胺酰亚胺、吉大特塑公司制备的聚醚醚酮、东丽公司制备的聚苯硫醚、巴斯夫公司制备的聚砜等。上述耐高温聚合物使用溶液聚合的方式聚合。该类聚合物与良溶剂的分离是属于该类聚合物的一个关键工艺步骤。由于该类材料具有较高的韧性，因此材料经过不良溶剂沉析的聚合物不易被粉碎，其还含有大量的残留溶剂，需要用大量的不良溶剂对其反复清洗。这种处理方法在生产过程中会产生大量的待回收不良溶剂，其中如采用的不良溶剂是水，则会产生大量的废水。因此，如何能够快速、彻底、环保地除掉耐高温聚合物中的良溶剂，是该类聚合物工业化过程中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分离耐高温聚合物溶液中溶剂的方法。所述方法能够快速、彻底、环保地除掉耐高温聚合物中的良溶剂，解决该类聚合物工业化过程中一直存在的这一问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种祛除耐高温聚合物溶液中溶剂的方法，所述方法包含以下制备步骤：

a)耐热聚合物与良溶剂I组成的溶液在与不良溶剂II混合后，聚合物发生沉析，将混合物粉碎成浆料,过滤后得到滤液和滤饼；

b)在萃取罐中加入滤饼和脱附剂后密封，通入超临界二氧化碳，萃取滤饼中残留的良溶剂I，将萃取液转入分离罐；

c)将萃取罐降压，静止并低温冷凝，分离变为气态的二氧化碳，得到干燥的聚合物粉末，洗涤、干燥后，得到目标耐高温聚合物；

其中，所述步骤b)中加入的脱附剂为山梨糖醇裂解产物的酯化物。

本发明中的脱附剂是将山梨糖醇进行加氢裂解，得到甲酸盐、乙酸盐、乳酸盐、2,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、丙三醇以及剩余的山梨糖醇产物的碱性水溶液，该水溶液经过脱水、酸化、除盐、酯化后得到了一种有机酸与多元醇的酯化物。本发明人发现，该酯化物的原料单体是有机酸和多元醇，具有很强的亲水性和氢键。而酸醇酯化后，其极性降低，极易与超临界态的二氧化碳相结合，同时也容易与非质子极性溶剂中的氨基、砜基这类极性基团相结合，从而使溶剂与脱附剂可以轻而易举地被超临界态的二氧化碳萃取出来。而脱附剂中存在多元醇基团，存在多个羟基，这样便增大了脱附剂单分子的脱附能力，降低了脱附剂的使用量。该脱附剂中含有大量的羟基，因此虽然是酯类物质，但还具有良好水溶性，可以很容易地清除。

本发明中，步骤a)中所述溶剂I为非质子极性溶剂，包括但不限于四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、环丁砜、二苯砜、苯酚和甲酚中的一种或多种。

本发明中，步骤a)中，所述不良溶剂II包括但不限于水、甲苯、二甲苯和乙醇中的一种或多种。

本发明中，步骤a)中，所述溶液的浓度为5wt％-40wt％，优选10wt％-35wt％。

本发明中，步骤a)中，所述溶液体积与不良溶剂II的体积比为1:3.5-1:10，优选1:4-1:7。