Фильтрующий материал для высоковязких расплавов полимеров

 

Изобретение относится к процессу фильтрации высоковязких расплавов полимеров. Фильтрующий материал для высоковязких расплавов полимеров выполнен в виде нетканого материала из углеродных волокон, имеющего диаметр элементарных волокон 8 - 12 мкм, с поверхностной плотностью 0,1 - 0,5 кгм², толщиной слоя 5 - 7 мм, воздухопроницаемостью 200 - 250 дм³ (см³с)^-1. 1 ил.

Изобретение относится к производству химических волокон, а также к отраслям промышленности, где требуется тщательная очистка расплавов полимеров от гетерогенных включений, а именно, к процессу фильтрации высоковязких полимеров.

Наиболее близким к изобретению является известный материал из углеродных волокон на нетканой основе по ТУ 6-12-0304071-4-90 "Углен-9" производства Могилевского завода искусственного волокна, применяемого в качестве теплоизолирующих материалов или фильтрующих в очистке воздуха и жидкостей.

Цель изобретения повышение стабильности технологического процесса, увеличение срока службы фильерных комплектов, снижение стоимости фильтров.

Цель достигается тем, что в фильтрующем устройстве в качестве фильтрующего материала для высоковязких расплавов полимеров применяется нетканых материал из углеродистых волокон, имеющих диаметр 8-12 мкм, поверхностную плотность 0,1-0,5 кгм², толщину 5-7 мм, воздухонепроницаемость в диапазоне 200-250 дм³ (см³с)^-1.

Нетканый материал из углеродных волокон обеспечивает эффект фильтрации за счет: постоянной поровой структуры; отсутствия диффузной коррозии и терморазложений расплава в виду малой ЭДС. пары: не металл полимер, не металл углерод в потоке расплава внутри фильерного комплекта.

Эффективность применения нетканого углеродного материала для фильтрации высоковязких расплавов иллюстрируется результатами технологических экспериментов, выполняемых на заводе полиэфирных нитей Могилевского производственного объединения "Химволокно".

Критериями оценки фильтрующих свойств нетканого материала из углеродных волокон, характеризуемого вышеуказанными свойствами, являются: срок работы фильерного комплекта, ч; количество гетерогенных частиц, прошедших через фильтр (с помощью счетчика "Куолтер" при применении капилляра 9,76 мкм; растворитель o-хлорфенол), шт./г; степень деструкции полимера (содержание карбоксильных групп в полимере после фильтрации), мгэкв/г.

Среднестатические результаты проведенных исследований приведены в табл. 1. Температура расплава 290^oC, давление расплава 10,02 МПа, удельная вязкость полимера 1,020 (в дихлоруксусной кислоте при 25^oC).

Аналогичные результаты по фильтруемости были получены при использовании других, в том числе и импортных металлических гранул при фильтрации расплавов; во всех случаях продолжительность полезной работы фильерного комплекта не превышала 500 час.

Полученные экспериментальные результаты свидетельствуют что: применение нетканого материала из углеродных волокон дает существенно лучшие технологические результаты при очистке высоковязких расплавов полимеров, чем применение металлических и спеченных фильтров; оптимальный диаметр одиночных волокон, из которых изготовлен углеродный материал 102 мкм; оптимальная поверхностная плотность нетканого углеродного материала 0,30,2 кгм²;
оптимальная толщина фильтрующего слоя 61 мм;
оптимальная воздухопроницаемость 200-250 дм³ (см³с)^-1
Максимальный срок работы фильерных комплектов превышает 500 ч.

На чертеже представлен разрез фильтрующего устройства, состоящего из корпуса 1, крышки 2, фильтрующего узла 3 и 4, распределительной плиты 5, фильеры 6.

Фильтрующий узел представлен слоем из углеродного материала 3 и набора фильтрующих сеток 4.

Расплав полиэтилентерефталата под давлением поступает из корпуса 1 в крышку 2, далее фильтруется с помощью узла 3 и 4, распределяется по плите 5 и экструдируется через фильеру 6 в виде полимерных струй.

Постоянство поровой структуры фильтрующего слоя обеспечивается заданной матрицей из набора фильтрующих сеток и жесткой основы распределительной плиты. Зона контакта нетканого материала из углеродных волокон и сеток из нержавеющей стали не создает пары ЭДС, что исключает катодную коррозию.

При диаметре углеродных волокон 8-12 мкм, толщине 5-7 мм воздухопроницаемости 200-250 дм³ (см³с)^-1 слой нетканого материала в качестве фильтрующего обеспечивает фильтрацию высоковязкого расплава полимера.

При стоимости металлических гранул 187 руб./кг производства ЦНИИЧерМет (г. Москва), спеченного материала из фосфористой бронзы производства НПО "Порошковая металлургия" (г. Москва) 64 руб./шт. нетканого материала из углеродных волокон толщиной 7-12 мм производства Могилевского завода искусственного волокна 378 руб./п.м (цены на 01.01.92) при диаметре фильтра 134,5 мм, насыпной массе засыпаемого фильтра из гранулированных материалов 980 гр. предлагаемый материал из углеродных волокон обеспечивает снижение стоимости фильтра на порядок.

Формула изобретения

Фильтрующий материал для высоковязких расплавов полимеров, содержащий слой нетканого материала из углеродных волокон, отличающийся тем, что он выполнен с диаметром элементарных волокон 8 12 мкм, поверхностной плотностью 0,1 0,5 кгм², толщиной слоя 5 7 мм, воздухопроницаемостью 200 250 дм³ (см³с)^-1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3