[发明专利]一种氨水水解聚酰亚胺废弃薄膜回收聚酰亚胺原料的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种氨水水解聚酰亚胺废弃薄膜回收聚酰亚胺原料的方法，更确切地说涉及氨水水解聚酰亚胺废弃薄膜的方法，以及水解产品均苯四甲酸和4,4’-二氨基二苯醚的回收方法。

二、背景技术

随着我国高新技术产业的发展，军民两用聚酰胺亚胺薄膜的数量越来越大。目前全国消费聚酰亚胺薄膜3500-4000吨/年，所产生的聚酰亚胺废弃薄膜约400吨/年，聚酰亚胺废弃薄膜来源于生产薄膜的切边和电器设备检修丢弃的薄膜等。众所周知，脱水环化完全的聚均苯四甲酰亚胺，它是耐热性极高、耐化学药品性能优良的高分子材料，它不像热塑性工程塑料那样可熔融热成型加工，它不溶于所有的溶剂。过去对聚酰亚胺薄膜废料往往采用深埋地下或焚烧的办法，但是采用焚烧办法，焚烧过程中释放氧氮化合物对环境危害很大；采用深埋办法，废料不会降解，还牵涉到用地的问题。考虑到诸多因素和不便处理，科技工作者想从资源再生利用出发。根据聚酰亚胺的性能，把它进行水解，回收制备其所需的原料，造福于民。

现有技术JP2006-12450,2006.5.18披露：呈粉碎状态的聚酰亚胺成型品或薄膜，以0.05～20重量%的浓度投入水中，以聚酰亚胺的酰亚胺基摩尔数为基础，加入20～80倍氢氧根离子[OH^-]的氢氧化钠或氢氧化钾，于40～95℃在常压下进行水解。此法的优点无须高温高压水解釜，回收的低分子中杂质较少。此法由于用强碱作为水解剂，残留在均苯四甲酸二酐中的碱金属离子会使其碳化，使产品带有黑点，致使产品质量较差。所以，微电子工业企业用户提出不要带黑点的产品，为此需要提供新的水解方法。

三：发明内容

本发明涉及聚均苯四甲酸亚胺，其高分子重复单元结构如下：

本发明采用的氨水为氨和水的水合物，化学式为NH₃.H₂O,他在水中可离解成铵离子和氢氧根离子，以化学反应式表示如下：

HN4⁺在水中又离解成氨水合物和氢离子，以化学反应式的表示如下：

以氨水化合物离解历程看出本发明聚酰亚胺水解历程是氨水合物离解的OH^-离子作用聚酰亚胺高分子重复单元结构C-N键使之断裂，OH^-离子键合到碳原子上，生成均苯四甲酸。与此同时，HN4⁺在于作用生成的氢离子加成到氮原子上，生成4,4'-二氨基二苯醚。以化学反应式的表示如下：

氨（NH₃），肼（N₂H₂），苯胺（CH₆H₅NH₂）和乙基胺（C₂H₅NH₂）等有机碱性杂质，它们和水反应不完全，生成的离子呈弱碱性，在水中不能完全离解，常压水解聚酰亚胺的薄膜很困难。

为了改善强碱NaOH或KOH水解聚酰亚胺薄膜生成均苯四甲酸和4,4'-二氨基二苯醚的质量，尤其要克服均苯四甲酸二酐中的黑点问题。本发明者们对聚酰亚胺薄膜水解方法做了专门的研究。最后提出采用氨水（NH₃.H₂O）在中低压下，于200℃水解聚酰亚胺薄膜的方法。整个技术方案如下：