利用拉伸流动装置回收超吸收纤维制造方法及图纸

进料流中的超吸收纤维(SAF)在拉伸流动装置中转化为可溶性聚合物。用于将SAF降解成可溶性聚合物的总能量小于约50MJ/kg SAF。SAF。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用拉伸流动装置回收超吸收纤维


[0001]本专利技术整体涉及在短停留时间内使用拉伸流动装置并利用任选的和附加的空化回收超吸收纤维(SAF)。更具体地，将包含SAF的进料流进料到拉伸流动装置中并产生产物流，该产物流基本上包含可溶性聚合物。进料流中SAF的浓度大于约1重量％，并且用于将SAF转化为可溶性聚合物的总能量小于约50MJ/kg SAF。

技术介绍

[0002]回收吸收性卫生产品(AHP)(即，婴儿尿布、女性保护衬垫和成人失禁衬垫)对环境是有益的，并且需要这样做才能实现许多消费品公司的可持续性目标。这些目标是关于使用100％再循环的材料以及使消费品和制造废物零进入垃圾填埋场。除了这些目标之外，成功的再循环利用还有益于环境，刺激经济，改善人们的健康和水质，并为世界发展中地区的消费者提供所需的能源。
[0003]AHP中的主要组分通常是超吸收聚合物(SAP)，而其他组分是粘合剂、纤维素纤维、聚乙烯、聚丙烯和聚酯。SAP是一种吸水性、水溶胀性和水不溶性的粉末状固体，它是冰丙烯酸的交联和部分中和的均聚物。SAP具有异常高的吸收水性液体(诸如被污染的水或尿液)的能力。基于聚(丙烯酸)的SAP的替代物是超吸收纤维(SAF)。这些纤维通常包含相对大量的共聚单体(当与超吸收聚合物颗粒相比时)。因此，与SAP类似，还需要再循环利用在AHP中使用过的SAF。
[0004]回收AHP涉及从在AHP使用期间积累的土壤中清洁AHP，并将各种组分分离成回收的材料流。更具体地，回收的SAF材料流可以用于要求低于AHP的应用中(因为与原始SAF相比，回收的SAF的特性较差；例如，农业或园艺保水剂和工业防水剂)并且/或者可以被转化为基本上非交联且轻微支化或线性的可溶性聚合物。这些可溶性聚合物可被用作各种应用的进料材料。例如，可溶性聚合物可以：1)按原样用于诸如水处理或腐蚀抑制的应用中；或者2)被酯化并且然后用于粘合剂、涂层等中；或者3)按原样用于SAF制造，诸如SAF纤维纺丝，或者4)转化成SAF(参见项目3))并与原始SAF共混。前两组应用是通过用源自回收的SAF的化合物代替原始的化合物来将SAF回收到其他产物中的努力的一部分，而后两组应用是SAF循环经济(即，将SAF回收回SAF)的一部分。在所有情况下，目标都是实现与原始材料相同的特性。
[0005]虽然没有参考文献表明SAF的降解不纯基于丙烯酸，但从回收的AHP产生纯化和分离的用过的SAP材料流的过程的非限制性示例在以下美国专利中公开和要求保护：2015年8月4日发布的9,095,853B2，以及2015年10月13发布的9,156,034B2，它们均转让给总部位于意大利佩斯卡拉的Fater S.p.A。
[0006]大多数SAP基于聚(丙烯酸)，并且是交联的网络材料。用于由冰丙烯酸和交联剂产生SAP的程序的非限制性示例在以下文献中公开：2013年2月26日发布的美国专利8,383,746B2，其转让给总部位于日本大阪(Osaka,Japan)的Nippon Shokubai Co.,Ltd；以及2017年11月21日发布的美国专利9,822,203B2，其转让给总部位于德国路德维希港
(Ludwigshafen,Germany)的BASF SE。
[0007]SAP的超声降解在以下文献中描述：(1)Ebrahimi,R.等人，Organic Chemistry Intl,2012，文章编号343768，5页；以及(2)Shukla,N.B.和Madras,G.,J.Appl.Polym.Sci.,125(2012),630
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639。PAA的超声降解在以下文献中描述：(1)Shukla,N.B.等人，J.Appl.Polym.Sci.,112(2009),991
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997；以及(2)Prajapat,A.L.和Gogate,P.R.,Ultrason.Sonochem.,32(2016),290
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299。而且，对聚合物在溶液中的超声降解的一般描述在以下文献中给出：Basedow,A.M.和Ebert,K.H.,Adv.Polym.Sci.,22(1977),83
‑
148。
[0008]对于SAP的降解，两篇参考文献都使用粘度作为降解水平的量度，并发现使粘度降低一个数量级(例如，从10Pa
·
s降至1Pa
·
s)需要约5至10分钟，这表明需要许多能量才能达到该降解水平。对于线性聚合物的降解，这些参考文献(以及报告使用紫外线、热能和其他形式的能量的其他参考文献)的主要主题是(1)优先断裂位于聚合物链的中点处，(2)较高分子量的链比较低分子量的链以更高的速率降解，以及(3)存在最小分子量，低于该分子量不会发生降解或解聚。在所有情况下，聚合物的超声降解是由于空化以及由此产生的微泡快速生长和塌陷造成的。
[0009]因此，需要回收AHP及其主要组分(对于一些AHP，其为SAF)。对于SAF的回收，需要在以下情况下将SAF降解成可溶性聚合物：在短时间内；每单位质量SAF利用低能量和电力；以及在温和条件下，诸如室温，从而避免化学分解诸如降解的SAF脱羧。对每单位质量SAF的低能量的需求源于以下事实：回收用过的SAF并将其降解为可溶性聚合物只有在将SAF转化为可溶性聚合物期间所消耗的能量小于例如用于制造相同种类的化石衍生的可溶性聚合物所消耗的能量时才是有益的。对于来自丙烯的丙烯酸(petro
‑
AA)，所需的能量为约50MJ/kg AA。然后，由SAF产生的可溶性聚合物可以被掺回到原始SAF中(从而增加其回收含量并支持SAF的循环经济)和/或衍生为用于其他应用(诸如粘合剂、涂层、水处理、织物护理等)的材料。

技术实现思路

[0010]在本专利技术的一个实施方案中，提出了一种用于将超吸收纤维(SAF)降解为可溶性聚合物的方法，其中所述可溶性聚合物包含基于所述可溶性聚合物的总重量计5重量％至75重量％，优选地10重量％至75重量％，或10重量％至70重量％的聚合丙烯酸单体单元。如本文所用，术语“丙烯酸单体单元”不包括丙烯酸单体的衍生物，诸如酯和酰胺，并且也不包括甲基丙烯酸单体单元及其盐。
[0011]所述方法包括使包含所述SAF的进料流流入拉伸流动装置的入口中并且在所述拉伸流动装置的出口处产生包含所述可溶性聚合物的产物流；其中所述进料流包含浓度大于约1重量％的所述SAF；其中所述进料流在所述拉伸流动装置中具有小于约120s的停留时间；并且其中所述SAF到所述可溶性聚合物的所述降解需要小于约50MJ/kg SAF的总能量。
[0012]而且，提出了一种用于将超吸收纤维(SAF)降解为可溶性聚合物的方法，其中所述可溶性聚合物包含基于所述可溶性聚合物的总重量计5重量％至75重量％，优选地10重量％至75重量％，或10重量％至70重量％的聚合丙烯酸单体单元。所述方法包括使包含所述SAF的进料流流入拉伸流动装置的入口中并且在所述拉伸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将超吸收纤维(SAF)降解为可溶性聚合物的方法，其中所述可溶性聚合物包含基于所述可溶性聚合物的总重量计5重量％至75重量％的聚合丙烯酸单体单元，所述方法包括使包含所述SAF的进料流流入拉伸流动装置的入口中并且在所述拉伸流动装置的出口处产生包含所述可溶性聚合物的产物流；其中所述进料流包含浓度大于约1重量％的所述SAF；其中所述进料流在所述拉伸流动装置中具有小于约120s的停留时间；并且其中所述SAF到所述可溶性聚合物的所述降解需要小于约50MJ/kg SAF的总能量。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述停留时间小于约60s。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述总能量小于约16MJ/kg SAF。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述进料流包含SAF和水。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述进料流包含SAF和过氧化氢。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述SAF具有大于8重量％的作为Na量的含钠量。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述SAF具有约10重量％至约20重量％的作为Na量的含钠量。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述进料流具有粘度；其中所述产物流具有粘度；其中所述产物流的粘度与所述进料流的粘度的比率是粘度比；并且其中所述粘度比的负十进制对数小于约6。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述进料流具有粘度；其中所述产物流具有粘度；其中所述产物流的粘度与所述进料流的粘度的比率是粘度比；并且其中所述粘度比的负十进制对数小于约4。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述进料流具有粘度；其中所述产物流具有粘度；其中所述产物流的粘度与所述进料流的粘度的比率是粘度比；并且其中所述粘度比的负十进制对数小于约2。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述可溶性聚合物具有小于约2,000,000g/mol的重均分子量。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述可溶性聚合物具有小于约1,000,000g/mol的重均分子量。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述可溶性聚合物具有小于约4的多分散指数(PDI)。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：