不同清洗工藝打漿時間對比濃對數粘度的影響
使用清洗工藝一和工藝二對初合成的荷蘭 DSM Grivory HT2V-15H PPA樹脂進行打漿,打漿時間分別控制為1,2,3,6,24 h,再使用濾洗機進行分批洗滌,其比濃對數粘度與打漿時間的關系。 當打漿時間為1 h 時,兩種清洗工藝對應PPA 樹脂的比濃對數粘度相同且粘度*大。隨打漿時間的延長,兩種清洗工藝所制備的PPA 樹脂的比濃對數粘度都呈現出不同程度的下降趨勢,清洗工藝一隨打漿時間延長,比濃對數粘度急劇下降; 而清洗工藝二隨打漿時間延長,PPA樹脂的比濃對數粘度下降較為緩慢。
荷蘭 DSM Grivory HT2V-15H PPA 樹脂內部為蜂窩結構,NMP 溶劑和無機鹽均勻分布在荷蘭 DSM Grivory HT2V-15H PPA樹脂的蜂窩結構中,聚合體系中的NMP 溶劑和無機鹽從PPA樹脂的蜂窩結構均勻擴散到打漿液中,同時在聚合過程中也有一定量的HCl 產生,HCl 在打漿液中會解離為H + 而使溶液呈現出酸性,打漿液在酸性體系下存放時,隨著停留時間的延長而發生降解反應[13 - 14],所以清洗工藝一所得樹脂的下降幅度較大; 清洗工藝二使用NaOH 溶液中和打漿液,打漿液體系中的H + 被OH - 中和,故而隨著打漿時間額延長,PPA 樹脂的比濃對數粘度下降較慢。
隨著打漿液體系pH 值的增大,荷蘭 DSM Grivory HT2V-15H PPA樹脂的比濃對數粘度呈現出先增大后減小的趨勢。當打漿液的pH 值為7. 0 時,PPA 樹脂的粘度*大,為8. 78 dL /g; 當打漿液的pH 值為9. 0 時,PPA 樹脂的比濃對數粘度較低。
這是因為PPA 打漿液體系為酸性,當加入一定的NaOH 溶液時,H + 離子和OH - 離子發生中和反應,隨著體系中H + 含量減少,減緩了打漿過程中產生的降解,因此當打漿液體系的pH 值為7. 0 時,PPA 樹脂的比濃對數粘度*高。隨著NaOH 溶液的繼續添加,當打漿液體系呈現為堿性時,OH - 離子容易與打漿液中的鈣離子、亞鐵離子和鐵離子結合形成相應的難溶于水的堿,沉淀在體系中較難過濾,**在PPA 樹脂中,在進行粘度測試時,用濃硫酸溶解PPA 樹脂而產生降解,因而會對PPA 樹脂的粘度產生一定的影響,使聚合粉體的粘度變小。
不同清洗工藝對荷蘭 DSM Grivory HT2V-15H PPA 樹脂金屬離子含量的影響
聚鄰苯二甲酰胺在聚合過程中使用無水CaCl2作為助溶劑,引入了鈣離子,PPA 樹脂的鈣離子含量高,會影響紡絲過程中的降解; 同時在聚合過程中,各個反應器尤其是雙螺桿會在體系中引入大量的亞鐵離子,鐵離子的存在會在紡絲噴絲過程中產生靜電,對可紡性造成影響。因此,在PPA 聚合體清洗過程中,在節約脫鹽水用量的情況下,必須盡可能的將PPA 樹脂中的金屬離子含量控制在*小。
不同清洗工藝對荷蘭 DSM Grivory HT2V-15H PPA 樹脂灰份的影響
荷蘭 DSM Grivory HT2V-15H PPA樹脂在聚合生產過程中,助溶劑CaCl2、對苯二甲酰氯和對苯二胺等原料本身含有一定量的無機化合物,會帶入聚合過程和合成的PPA 樹脂中,即使通過后道洗滌,仍有一定量的無機粒子存在于PPA 樹脂中。PPA 樹脂中無機粒子含量過高,在紡絲過程中會減少過濾器濾芯的使用壽命,粒徑較小的無機粒子會通過過濾器的濾芯和組件濾網進入噴絲帽,紡絲時會形成較多的飄絲和斷頭,對可紡性和纖維的質量指標造成影響.清洗工藝二PPA 樹脂的灰份相對較小,為0. 028%,這是由于NaOH 溶液中和打漿液時,有利于鈣離子、亞鐵離子、鐵離子等其它金屬離子從PPA 樹脂的蜂窩結構內部游離,使得PPA 樹脂中的金屬離子更加容易洗滌。由于體系中金屬離子等雜質離子的含量較低,在樹脂烘干過程中也會減少空氣中雜質的附著。
結論:
a) 在打漿過程中先用氫氧化鈉溶液進行中和,可減少打漿過程中對PPA 樹脂的降解;
b) 在相同的打漿時間內,打漿液的pH 值控制在7. 0 時,可得到粘度較高的PPA 樹脂;
c) 初合成的PPA 樹脂清洗過程中,使用先中和后清洗工藝制備的PPA 樹脂,金屬離子含量、灰份值較低,且變色速度相對較慢;
d) 采用先中和后清洗工藝路線制備的PPA 樹脂,各項指標優于傳統清洗工藝,有利于減少對環境的污染和對后道設備的腐蝕。