阅读说明：本技术 一种利用超临界co2制备高纯聚丙烯的方法 (By using supercritical CO2Method for preparing high-purity polypropylene ) 是由 王家纯 李贵生 付红生 张丕生 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明属于高纯聚丙烯制备技术领域,公开一种利用超临界CO-(2)制备高纯聚丙烯的方法。将待处理原料聚丙烯分散到乙醇中,获得分散液；然后将分散液转移至超临界装置中,向超临界装置中注入二氧化碳,在超临界条件下搅拌3-6h,自然冷却至室温后卸压；将超临界处理后的体系分离,洗涤后干燥,得到高纯聚丙烯。本发明突破传统的聚合物洗涤方法,在超临界二氧化碳条件下,采用乙醇纯化商业化聚丙烯粒料,脱灰技术环保无污染,在能源转换领域有重大的应用前景。(The invention belongs to the technical field of high-purity polypropylene preparation, and discloses a method for preparing polypropylene by using supercritical CO 2 A method for preparing high-purity polypropylene. Dispersing raw material polypropylene to be treated into ethanol to obtain dispersion liquid; then transferring the dispersion liquid into a supercritical device, injecting carbon dioxide into the supercritical device, stirring for 3-6h under the supercritical condition, naturally cooling to room temperature, and releasing pressure; and separating the system after the supercritical treatment, washing and drying to obtain the high-purity polypropylene. The invention breaks through the traditional polymer washing method, adopts ethanol to purify the commercial polypropylene granules under the condition of supercritical carbon dioxide, has environment-friendly and pollution-free deliming technology, and has great application prospect in the field of energy conversion.)

一种利用超临界CO2制备高纯聚丙烯的方法

技术领域

本发明属于高纯聚丙烯制备技术领域，具体涉及一种利用超临界CO₂制备高纯聚丙烯的方法。

背景技术

聚丙烯（PP）是一种在工业和生活中使用广泛的聚烯烃，是丙烯单体在催化剂的作用下聚合制备得到，按甲基排列位置分为等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯三种。聚丙烯的灰分是指PP在完全燃烧后所残余的金属及非金属氧化物。PP中的灰分主要来自主催化剂、助催化剂、给电子体、添加剂和系统杂质等，主要的化学元素组分为钛、镁、铝、氯等。在实际应用中，如电子电器、医药、食品、纺织等，要求聚丙烯具有较低的灰分含量（一般低于0.0080%）。而对于苛刻应用环境中，则要求聚丙烯的灰分越低越好，如高压电容器PP薄膜。目前，高纯聚丙烯的制备主要依赖于对获得的PP粒料进行后续脱灰处理，一般采取溶剂洗涤的方式，需使用大量的化学溶剂且脱灰效率较低。在高纯聚丙烯的制备和应用中，为了降低生产成本和达到绿色环保的目的，要利用简单易得的绿色溶剂和探索一种更简单的洗涤脱灰技术，这仍然是一种挑战。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷与不足，本发明的目的在于提供一种利用超临界CO₂制备高纯聚丙烯的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种利用超临界流体技术制备高纯聚丙烯（灰分≤10 ppm）的方法：将待处理原料聚丙烯分散到乙醇中，获得分散液；然后将分散液转移至超临界装置中，向超临界装置中注入二氧化碳，在超临界条件下搅拌3-6h，自然冷却至室温后卸压；将超临界处理后的体系分离，洗涤后干燥，得到高纯聚丙烯。

较好地，待处理原料聚丙烯和乙醇的用量比为（50-150）g∶（100-200）mL。

较好地，所述超临界条件的参数为：温度60-100 ℃、压力15-20 Mpa。

较好地，所述乙醇的体积份数为50-90 v%。

较好地，所述分离方式为过滤。

较好地，洗涤时，采用无水乙醇和水交替洗涤数次。

本发明提供给了一种利用超临界CO₂制备高纯聚丙烯的方法，超临界高压环境中，乙醇和水溶剂分子可以在二氧化碳的辅助下进入发胀后的PP聚合物网络结构内部，由于溶剂化效果，聚合物链中包裹的残余催化剂等杂质溶解到洗涤溶剂中，随搅拌进行实现高效脱出。

本发明直接处理商业化聚丙烯粒料，利用超临界二氧化碳为媒介实现聚丙烯脱灰，比单纯直接采用化学溶剂洗涤更高效，能有效降低洗涤时间和有害溶剂的使用。从整个PP纯化过程中，本发明简单易行，环保无污染，在电容器、电池等领域有重大的应用前景。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明突破传统的聚合物洗涤方法，在超临界二氧化碳条件下，采用乙醇纯化商业化聚丙烯粒料，脱灰技术环保无污染，在能源转换领域有重大的应用前景。

附图说明

图1为原料聚丙烯（左侧）及本发明实施例1制备的高纯聚丙烯的光学照片（右侧）。

图2为原料聚丙烯（左侧）及本发明实施例1制备的高纯聚丙烯的XRD表征。

具体实施方式

为使本发明更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

将100 g的商业化聚丙烯（PP）粒料（中原化工股份有限公司提供，灰分含量约0.0020 wt%）加入到150 mL的75 v%乙醇中进行搅拌分散获得分散液，然后将分散液转移到超临界反应釜中；向超临界反应釜中注入二氧化碳使其达到超临界状态，温度为80 ℃，压力为16 MPa，磁力搅拌进行脱灰洗涤，搅拌时间为3 h；之后，自然冷却到室温后释放二氧化碳卸压，超临界处理后的PP采用过滤方式分离，并交替用无水乙醇和纯化水各冲洗3次，取得的PP在烘箱中60 ℃烘干得到高纯聚丙烯。

所制备的高纯聚丙烯的光学照片见图1，宏观看聚丙烯粒料仍保持颗粒状，表面没有发生明显的破坏；所制备高纯聚丙烯的XRD表征见图2，可以看出PP晶型保持良好，为α球晶结构。

对照例1

与实施例1的不同之处在于：不在超临界条件下处理；具体步骤为：将100 g的商业化聚丙烯粒料（中原化工股份有限公司提供，灰分含量0.0024wt%）加入到150 mL的75 v%乙醇中进行搅拌分散获得分散液，然后将分散液转移到超临界反应釜中；不填充CO₂气体，在80 ℃下磁力搅拌3 h进行脱灰洗涤；之后自然冷却到室温，采用过滤方式分离，并交替用无水乙醇和纯化水各冲洗3次，取得的PP在烘箱中60 ℃烘干。

对照例2

与实施例1的不同之处在于：采用“20 v%乙醇”代替“75 v%乙醇”，其它均同实施例1。

利用国标GB/T 9345.1—2008中直接煅烧法（温度850 ℃）对原料、实施例1和对照例1所得产品进行灰分测量，其灰分含量见表1。