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一种聚苯硫醚低聚物回收利用的方法.pdf

  • 上传人:bo****18
  • 文档编号:9128113
  • 上传时间:2021-02-08
  • 格式:PDF
  • 页数:8
  • 大小:310.94KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201510251084.0

    申请日:

    20150515

    公开号:

    CN106279692B

    公开日:

    20181019

    当前法律状态:

    有效性:

    有效

    法律详情:

    IPC分类号:

    C08G75/02

    主分类号:

    C08G75/02

    申请人:

    江苏扬农化工集团有限公司,江苏瑞祥化工有限公司,宁夏瑞泰科技股份有限公司

    发明人:

    顾克军,丁克鸿,徐林,顾志强,邵芝祥,缪荣荣,王玉霜,黄杰军

    地址:

    225009 江苏省扬州市文峰路39号

    优先权:

    CN201510251084A

    专利代理机构:

    北京恒和顿知识产权代理有限公司

    代理人:

    揭玉斌;蔡志勇

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    内容摘要

    本发明涉及一种聚苯硫醚低聚物回收利用的方法,更具体的是涉及一种用聚苯硫醚低聚物合成纤维级聚苯硫醚的方法。基于现有聚苯硫醚低聚物主要采用填埋和焚烧处理方式存在的不足,本发明以聚苯硫醚低聚物作原料进行聚合制备纤维级聚苯硫醚。

    权利要求书

    1.一种PPS低聚物合成纤维级PPS的方法,其特征在于:高压釜中按一定配比投入PPS低聚物、催化剂和溶剂,控制装料系数,投料毕通氮气置换体系中的氧气;置换毕封釜升温至反应温度,反应一定时间得到聚合物料;聚合物料降温后过滤,得到聚合物粗品;聚合物粗品用定量去离子水进行多次洗涤,得到洗涤后聚合物;洗涤后聚合物用定量去离子水多次漂洗分离低聚物,得到纤维级PPS湿基和PPS低聚物;纤维级PPS湿基在一定温度和真空度下烘干至预定时间,得到纤维级PPS干基;分离得到的PPS低聚物,经烘干后套用于下一批次纤维级PPS的合成。 2.根据权利要求1所述的PPS低聚物合成纤维级PPS的方法,其特征在于:所述的催化剂为磷酸钠、碳酸钠、钨酸钠、硫酸钠、氯化锂、硫酸锂、醋酸钠、磷酸钾、磷酸一氢钾、磷酸二氢钾、氯化锂与醋酸钠混合催化剂。 3.根据权利要求2所述的PPS低聚物合成纤维级PPS的方法,其特征在于:所述的氯化锂与醋酸钠混合催化剂摩尔配比为氯化锂:醋酸钠=1~99:99~1。 4.根据权利要求1所述的PPS低聚物合成纤维级PPS的方法,其特征在于:所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰三胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、己内酰胺、硝基苯、二甲基亚砜。 5.根据权利要求1所述的PPS低聚物合成纤维级PPS的方法,其特征在于:所述的PPS低聚物与催化剂的摩尔配比为1:2~0.1;所述的PPS低聚物与溶剂的摩尔配比为1:8~2。 6.根据权利要求1所述的PPS低聚物合成纤维级PPS的方法,其特征在于:所述的高压釜装料系数控制为0.8~0.2;所述的反应温度为220~280℃;所述的反应时间为1~10小时。 7.根据权利要求1所述的PPS低聚物合成纤维级PPS的方法,其特征在于:所述的单次洗涤水量为聚合物粗品质量的2~10倍;所述的聚合物粗品洗涤次数为3~15次。 8.根据权利要求1所述的PPS低聚物合成纤维级PPS的方法,其特征在于:所述的单次低聚物漂洗水量为聚合物粗品质量的2~10倍,所述的单次低聚物漂洗次数为1~5次。 9.根据权利要求1所述的PPS低聚物合成纤维级PPS的方法,其特征在于:所述的纤维级PPS湿基烘干的温度为50~200℃;真空度为-0.01~-0.1Mpa;烘干的时间为1~10小时。 10.根据权利要求1所述的PPS低聚物合成纤维级PPS的方法,其特征在于:高压釜材质为300系列-铬镍奥氏体不锈钢、钛材系列TA1-TA8。

    说明书

    技术领域

    本发明涉及一种聚苯硫醚低聚物回收利用的方法,更具体的是涉及一种用聚苯硫醚低聚物合成纤维级聚苯硫醚的方法。

    背景技术

    聚苯硫醚的英文缩写为PPS,具有突出的耐热性,优异的耐化学腐蚀性,本身固有的阻燃性、优良的力学性能和电性能,出色的尺寸稳定性和良好的成型加工性能以及相对低的成本价格,使其成为特种工程塑料(又称高性能工程塑料)中的佼佼者。PPS还可以加工成纤维,随着工业的飞速发展,工业排污日益严重,已危害到自然环境和人们的身体健康。烟气除尘是治理污染的重要组成部分,袋式除尘就是治理烟气的重要方法。治理烟气需要耐高温、耐腐蚀的新型纤维,PPS纤维完全可以满足以上的要求。

    纤维级PPS工业生产通常以硫化钠和对二氯苯为原料,以碱金属作催化剂,N-甲基吡咯烷酮作溶剂在一定温度和压力下制备PPS,PPS成链长短的不同,会形成不同粒径的颗粒物。颗粒物粒径的不同,会造成物理、化学的性能不一样,为了使得到的纤维级PPS产品的性能尽可能趋同,需要用去离子水对产品进行洗涤,洗涤后PPS需把不同粒径的颗粒物分开,粒径大的PPS经烘干后得到纤维级PPS产品,粒径小的PPS则当低聚物处理。

    按照现有工艺生产1吨纤维级PPS约产生0.1吨PPS低聚物,目前PPS低聚物的处理方式主要为填埋和焚烧。PPS作为性能稳定的特种工程塑料通过填埋方式处理很难降解;此外,PPS分子中含有硫元素,焚烧过程会产生二氧化硫。因此,PPS低聚物现有的处理方式存在环境污染、成本高等不足。

    基于现有PPS低聚物处理方式存在的不足,发明人通过研究发现PPS低聚物存在可以继续反应的活性端基-Cl和-SNa。因此,本发明以PPS低聚物作原料进行聚合制备纤维级PPS。

    发明内容

    本发明目的是在于提供一种用PPS低聚物合成纤维级PPS的方法。

    为达到本发明的目的,本发明采用如下实验方法:高压釜中按一定配比投入PPS低聚物、催化剂和溶剂,需要控制装料系数,投料毕通氮气置换体系中的氧气;置换毕封釜升温至预定温度,保温反应至预定时间,得到聚合物料;聚合物料降温后过滤,得到聚合物粗品;聚合物粗品用定量去离子水进行多次洗涤,得到洗涤后聚合物;洗涤后聚合物用定量去离子水多次漂洗分离低聚物,得到纤维级PPS湿基和PPS低聚物;纤维级PPS湿基在一定温度和真空度下烘干至预定时间,得到纤维级PPS干基,收率大于90%;分离得到的PPS低聚物,经烘干后套用于下一批次纤维级PPS的合成。

    本发明所述的高压釜材质为300系列-铬镍奥氏体不锈钢、钛材系列TA1-TA8,优选316L不锈钢和钛材TA3,更优选钛材TA3。

    本发明所述的催化剂为磷酸钠、碳酸钠、钨酸钠、硫酸钠、氯化锂、硫酸锂、醋酸钠、磷酸钾、磷酸一氢钾、磷酸二氢钾、氯化锂与醋酸钠混合催化剂,优选氯化锂、硫酸锂、醋酸钠、氯化锂与醋酸钠混合催化剂,更优选氯化锂与醋酸钠混合催化剂。

    本发明所述的氯化锂与醋酸钠混合催化剂摩尔配比为氯化锂:醋酸钠=1~99:99~1,优选氯化锂:醋酸钠=30~70:70~30,更优选氯化锂:醋酸钠=50:50。

    本发明所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰三胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、己内酰胺、硝基苯、二甲基亚砜,优选N-甲基吡咯烷酮和六甲基磷酰三胺,更优选N-甲基吡咯烷酮。

    本发明所述的PPS低聚物与催化剂的摩尔配比为低聚物:催化剂=1:2~0.1,优选低聚物:催化剂=1:1.5~0.8,更优选低聚物:催化剂=1:1。

    本发明所述的PPS低聚物与溶剂的摩尔配比为低聚物:溶剂=1:8~2,优选低聚物:溶剂=1:6~4,更优选低聚物:溶剂=1:5。

    本发明所述的高压釜装料系数控制为0.8~0.2,优选装料系数控制在0.7~0.4,更优选装料系数控制在0.6。

    本发明所述的反应温度为220~280℃,优选反应温度为250~270℃,更优选反应温度为260℃。

    本发明所述的反应时间为1~10小时,优选反应时间为3~8小时,更优选反应时间为5小时。

    本发明所述的单次洗涤水量为聚合物粗品质量的2~10倍,优选4~8倍,更优选6倍。

    本发明所述的聚合物粗品洗涤次数为3~15次,优选4~10次,更优选7次。

    本发明所述的单次低聚物漂洗水量为聚合物粗品质量的2~10倍,优选4~8倍,更优选6倍。

    本发明所述的单次低聚物漂洗次数为1~5次,优选2~4次,更优选3次。

    本发明所述的纤维级PPS湿基烘干的温度为50~200℃,优选烘干温度为80~150℃,更优选烘干温度为120℃。

    本发明所述的纤维级PPS湿基烘干的真空度为-0.01~-0.1MPa,优选烘干真空度为-0.08~-0.095MPa,更优选烘干真空度为-0.095MPa。

    本发明所述的纤维级PPS湿基烘干的时间为1~10小时,优选烘干时间为4~6小时,更优选烘干时间为5小时。

    本发明的主要优点在于:①实现了PPS低聚物的资源化利用,节约了纤维级PPS的生产成本;②反应条件温和易于控制;③反应时间短,生产效率高;④制备的PPS品质达到了纤维级的要求。

    具体实施方式

    以下用具体的实例来说明本发明的技术方案,但本发明的保护范围不限于此。

    实施例1

    将1摩尔PPS低聚物109g,0.5摩尔氯化锂与0.5摩尔醋酸钠混合催化剂62g,5摩尔N-甲基吡咯烷酮495g,投入装有搅拌和测温仪的1升钛材TA3高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至260℃保温聚合反应5小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基99.0g,收率90.8%;PPS经测试,熔融指数95g/10min,熔点285℃,性能指标满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例2

    将1摩尔PPS低聚物109g,0.2摩尔氯化锂与0.8摩尔醋酸钠混合催化剂74.1g,5摩尔N-甲基吡咯烷酮495g,投入装有搅拌和测温仪的1升钛材TA3高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至260℃保温聚合反应5小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基93.5g,收率85.8%;PPS经测试,熔融指数181g/10min,熔点282℃,性能指标不能满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例3

    将1摩尔PPS低聚物109g,1.0摩尔磷酸钠混合催化剂164g,5摩尔N-甲基吡咯烷酮495g,投入装有搅拌和测温仪的1升钛材TA3高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至260℃保温聚合反应5小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基101.3g,收率92.9%;PPS经测试,熔融指数874g/10min,熔点285℃,性能指标不能满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例4

    将1摩尔PPS低聚物109g,1.0摩尔硫酸锂110g,5摩尔N-甲基吡咯烷酮495g,投入装有搅拌和测温仪的1升钛材TA3高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至260℃保温聚合反应5小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基97.3g,收率89.3%;PPS经测试,熔融指数386g/10min,熔点285℃,性能指标不能满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例5

    将1摩尔PPS低聚物109g,1.0摩尔碳酸钠催化剂106g,5摩尔N-甲基吡咯烷酮495g,投入装有搅拌和测温仪的1升钛材TA3高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至260℃保温聚合反应5小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基94.3g,收率86.5%;PPS经测试,熔融指数568g/10min,熔点279℃,性能指标不能满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例6

    将1摩尔PPS低聚物109g,0.5摩尔氯化锂与0.5摩尔醋酸钠混合催化剂62g,5摩尔六甲基磷酰三胺495g,投入装有搅拌和测温仪的1升钛材TA3高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至260℃保温聚合反应5小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基92.8g,收率85.1%;PPS经测试,熔融指数432g/10min,熔点280℃,性能指标不能满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例7

    将1摩尔PPS低聚物109g,0.5摩尔氯化锂与0.5摩尔醋酸钠混合催化剂62g,5摩尔N,N-二甲基甲酰胺495g,投入装有搅拌和测温仪的1升钛材TA3高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至260℃保温聚合反应5小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基99.5g,收率91.3%;PPS经测试,熔融指数1210g/10min,熔点278℃,性能指标不能满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例8

    将1摩尔PPS低聚物109g,0.5摩尔氯化锂与0.5摩尔醋酸钠混合催化剂62g,7摩尔N-甲基吡咯烷酮693g,投入装有搅拌和测温仪的1升钛材TA3高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至260℃保温聚合反应5小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基99.2g,收率91.0%;PPS经测试,熔融指数118g/10min,熔点284℃,性能指标满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例9

    将1摩尔PPS低聚物109g,0.5摩尔氯化锂与0.5摩尔醋酸钠混合催化剂62g,3摩尔N-甲基吡咯烷酮297g,投入装有搅拌和测温仪的1升钛材TA3高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至260℃保温聚合反应5小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基90.5g,收率83.0%;PPS经测试,熔融指数424g/10min,熔点280℃,性能指标不能满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例10

    将1摩尔PPS低聚物109g,0.5摩尔氯化锂与0.5摩尔醋酸钠混合催化剂62g,5摩尔N-甲基吡咯烷酮495g,投入装有搅拌和测温仪的1升304不锈钢高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至260℃保温聚合反应5小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基94.6g,收率86.8%;PPS经测试,熔融指数203g/10min,熔点280℃,性能指标不能满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例11

    将1摩尔PPS低聚物109g,0.5摩尔氯化锂与0.5摩尔醋酸钠混合催化剂62g,5摩尔N-甲基吡咯烷酮495g,投入装有搅拌和测温仪的1升316L不锈钢高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至260℃保温聚合反应5小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基98.6g,收率90.5%;PPS经测试,熔融指数108g/10min,熔点284℃,性能指标满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例12

    将1摩尔PPS低聚物109g,0.5摩尔氯化锂与0.5摩尔醋酸钠混合催化剂62g,5摩尔N-甲基吡咯烷酮495g,投入装有搅拌和测温仪的1L钛材TA3高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至240℃保温聚合反应5小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基78.4g,收率71.9%;PPS经测试,熔融指数831g/10min,熔点278℃,性能指标不能满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例13

    将1摩尔PPS低聚物109g,0.5摩尔氯化锂与0.5摩尔醋酸钠混合催化剂62g,5摩尔N-甲基吡咯烷酮495g,投入装有搅拌和测温仪的1L钛材TA3高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至280℃保温聚合反应5小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基88.6g,收率81.3%;PPS经测试,熔融指数311g/10min,熔点281℃,性能指标不能满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例14

    将1摩尔PPS低聚物109g,0.5摩尔氯化锂与0.5摩尔醋酸钠混合催化剂62g,5摩尔N-甲基吡咯烷酮495g,投入装有搅拌和测温仪的1L钛材TA3高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至260℃保温聚合反应3小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基91.2g,收率83.7%;PPS经测试,熔融指数213g/10min,熔点281℃,性能指标不能满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

    实施例15

    将1摩尔PPS低聚物109g,0.5摩尔氯化锂与0.5摩尔醋酸钠混合催化剂62g,5摩尔N-甲基吡咯烷酮495g,投入装有搅拌和测温仪的1L钛材TA3高压釜中,通氮气置换体系中氧气3次,封釜升温至260℃保温聚合反应8小时,聚合反应毕降温至80℃趁热过滤,得聚合物粗品;聚合物粗品单次用600g去离子水搅拌洗涤过滤,重复搅拌洗涤过滤7次;洗涤后聚合物单次用600g去离子水漂洗低聚物,重复漂洗3次,得PPS湿基;PPS湿基置于真空干燥箱内于-0.095MPa,升温至120℃干燥5小时;干燥毕PPS降至室温,得干基96.5g,收率88.5%;PPS经测试,熔融指数122g/10min,熔点283℃,性能指标满足纤维级PPS熔融指数小于170g/10min要求。

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    一种 聚苯硫醚低聚物 回收 利用 方法
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