环境友好型含氟多氧杂表面活性剂的产业化技术及应用
来源:成果转化处、省对外科技交流中心 时间:2022-01-06 17:06

  全氟辛酸类(PFOA)和全氟辛基磺酸类(PFOS)表面活性剂属于长全氟碳链表面活性剂,难以生物降解且对环境存在毒害作用,已逐步被禁止使用,研究开发其替代品迫在眉睫。本项目以六氟丙烯为初始原料,通过独创的温和氧化技术,获得关键中间体,合成一系列可替代PFOA和PFOS的表面活性剂,技术具有自主知识产权。

  本项目完成了100吨/年全氟-2,5-二甲基-3,6-二氧杂庚酸铵、100吨/年全氟-2,5-二甲基-3,6-二氧杂辛酸铵、100吨/年含氟四氧杂羧酸季铵盐表面活性剂的全氟多氧杂表面活性剂系列产品的生产工艺研发。

  在工艺和工程上都取得了一定创新性的突破,主要解决的技术难点:

  1、研发与设计了新型大功率氧化反应釜,解决了氧化的安全与效率问题。

  2、完成了氧化工艺、阴离子聚合反应、水解反应等重点工艺研究 ,满足产业化需求。

  3、通过轻组分套用、副产物综合利用、实现了环保生产工艺。

  4、通过分子蒸馏技术,解决物料热致分解及脱羧问题,改善产品品质。  

  5、建立了产品标准和关键杂质控制标准,使产品达到聚合级全氟烯醚的质量要求;

  项目创新点:

  1、为了引入氧的基团,我们设计了全氟多氧杂链段,以满足降解性等环保要求。以六氟丙烯为原料进行氧化生产含氟多氧杂酰氟,实现新工艺路线的产业化。

  2、通过氧化溶剂的筛选,大功率氧化反应器设计、加成反应催化剂筛选、使产品工艺满足合格产品的输出要求。

  3、质量控制创新,通过分子蒸馏技术的引入,保证产品品质不受高温分解的影响,使产品质量稳定,满足客户需求。

  4、在国内氟化工的聚四氟乙烯聚合领域,历来都是使用全氟辛酸,没有替代品及其技术。本项目结合国内空白与实际产业链情况,开发全氟辛酸替代品及其技术,定制出各类表面活性剂,并达到聚合级品质要求。

  项目实施期间共申请发明专利4件,其中2件已得到授权。

  项目建成了产业化生产线,包括:

  1、国内第一条全氟-2,5-二甲基-3,6-二氧杂庚酸铵产业化生产线(年产100吨);

  2、国内第一条氟-2,5-二甲基-3,6-二氧杂辛酸铵产业化生产线(年产100吨);

  3、国内第一条含氟四氧杂羧酸季铵盐表面活性剂产业化生产线(年产100吨);

  三明市海斯福化工有限责任公司建成的含氟表面活性剂项目生产线是国内主要生产基地,所生产的系列产品已为有关含氟聚合物厂家作聚合领域配套,并实现稳定供货。项目实施成效显著,产品推动了我国国内氟聚合物产业的快速发展,不仅为本企业带来了可观的经济效益,同时为氟化工行业的制造起到重要支撑作用。

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