Поліэфір (ПЭТ) валакно - самая вялікая разнастайнасць сінтэтычнага валакна. Адзенне, вырабленае з поліэфірнага валакна, зручная, выразная, простая ў мыйцы і хутка высыхае. Поліэстэр таксама шырока выкарыстоўваецца ў якасці сыравіны для ўпакоўкі, прамысловых нітак і інжынернай пластмасы. У выніку поліэстэр хутка развіваўся ва ўсім свеце, павялічваючыся з сярэдняй гадавой хуткасцю 7% і з вялікай вытворчасцю.
Вытворчасць поліэстэру можна падзяліць на маршрут дыметылавага тэрэфталата (DMT) і тэрэфталевая кіслата (PTA) з пункту гледжання шляху працэсу і можа быць падзелены на перарывісты працэс і бесперапынны працэс у плане працы. Незалежна ад прынятага маршруту вытворчага працэсу, рэакцыя поликонденсации патрабуе выкарыстання металічных злучэнняў у якасці каталізатараў. Рэакцыя поликонденсации - гэта ключавы крок у працэсе вытворчасці поліэстэру, а час поликондэнсацыі - гэта вузкае месца для паляпшэння выхаду. Паляпшэнне сістэмы каталізатара з'яўляецца важным фактарам у паляпшэнні якасці поліэстэру і скарачэння часу поликондэнсацыі.
Urbanmines Tech. Limited з'яўляецца вядучай кітайскай кампаніяй, якая спецыялізуецца на НДДКР, вытворчасці і пастаўках трыаксіду супраціўнага ўзроўню поліэфіру, ацэтату супраціў і гліколя. Мы праводзілі паглыбленыя даследаванні па гэтых прадуктах-Дэпартамент Урбанмінаў НДДКР у гэтым артыкуле абагульняе даследаванні і прымяненне каталізатараў сурмы, каб дапамагчы нашым кліентам гнутка прымяніць, аптымізаваць вытворчыя працэсы і забяспечыць усёабдымную канкурэнтаздольнасць прадуктаў поліэфіру.
Унутраныя і замежныя навукоўцы, як правіла, лічаць, што поліэфір поликонденсации ўяўляе сабой рэакцыю пашырэння ланцуга, а каталітычны механізм належыць да каардынацыі хелацыі, які патрабуе, каб каталізатар метала -атама забяспечвае пустыя арбіталі для каардынацыі з дугамі пары электронаў кіслароду карбонілу для дасягнення мэты каталізацыі. Для поликонденсирования, паколькі шчыльнасць воблака электроннага воблачнага кіслароду ў групе гидроксиэтил эфір адносна нізкая, электранегатыўнасць іёнаў металаў адносна высокая падчас каардынацыі, каб палегчыць каардынацыю і пашырэнне ланцуга.
The following can be used as polyester catalysts: Li, Na, K, Be, Mg, Ca, Sr, B, Al, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Ti, Nb, Cr, Mo, Mn, Fe, Co, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Zn, Cd, Hg and other metal oxides, alcoholates, carboxylates, borates, halides and amines, ureas, Гуанідыны, сера, якія змяшчаюць арганічныя злучэнні. Аднак каталізатары, якія ў цяперашні час выкарыстоўваюцца і вывучаюцца ў прамысловай вытворчасці, з'яўляюцца ў асноўным злучэннямі SB, GE і TI. Вялікая колькасць даследаванняў паказала, што: каталізатары на аснове GE маюць менш пабочных рэакцый і ствараюць якасную хатніх жывёл, але іх актыўнасць не высокая, і ў іх мала рэсурсаў і дарагія; Каталізатары на аснове TI валодаюць высокай актыўнасцю і хуткай хуткасцю рэакцыі, але іх каталітычныя пабочныя рэакцыі больш відавочныя, што прыводзіць да дрэннай цеплавой устойлівасці і жоўтага колеру прадукту, і яны, як правіла, могуць быць выкарыстаны толькі для сінтэзу PBT, PTT, PCT і г.д.; Каталізатары на аснове SB не толькі больш актыўныя. Якасць прадукцыі высокая, таму што каталізатары на аснове SB больш актыўныя, маюць менш пабочных рэакцый і танней. Таму яны шырока выкарыстоўваюцца. Сярод іх найбольш часта выкарыстоўваюцца каталізатары на аснове SB-гэта трыаксід) (SB2O3), ацэтат (SB (CH3COO) 3) і г.д.
Гледзячы на гісторыю развіцця поліэфірнай прамысловасці, мы можам выявіць, што больш за 90% заводаў поліэстэру ў свеце выкарыстоўваюць злучэнні абсушнікаў у якасці каталізатараў. Да 2000 года Кітай увёў некалькі поліэфірных раслін, якія выкарыстоўвалі злучэнні з каталізатарамі, у асноўным SB2O3 і SB (CH3COO) 3. Дзякуючы сумесным намаганням кітайскіх навуковых даследаванняў, універсітэтаў і вытворчых аддзелаў, гэтыя два каталізатары былі цалкам выраблены на ўнутраным узроўні.
З 1999 года французская хімічная кампанія ELF запусціла каталізатар гліколя [SB2 (OCH2CH2CO) 3] як мадэрнізаваны прадукт традыцыйных каталізатараў. Вырабленыя з поліэфірных чыпаў маюць высокую беласць і добрую спіну, што прыцягнула вялікую ўвагу з боку айчынных навукова -даследчых устаноў, прадпрыемстваў і вытворцаў поліэстэру ў Кітаі.
I. Даследаванне і прымяненне трыаксіду сурмы
Злучаныя Штаты - адна з самых ранніх краін, якія вырабляюць і прымяняюць SB2O3. У 1961 годзе спажыванне SB2O3 у ЗША дасягнула 4943 тон. У 1970 -я гады пяць кампаній у Японіі вырабілі SB2O3 з агульнай вытворчай магутнасцю 6 360 тон у год.
Асноўныя падраздзяленні даследаванняў і распрацовак у Кітаі SB2O3 у асноўным сканцэнтраваны ў былых дзяржаўных прадпрыемствах у правінцыі Хунань і Шанхаі. Urbanmines Tech. Limited таксама стварыў прафесійную вытворчую лінію ў правінцыі Хунань.
(I). Спосаб вытворчасці трыаксіду сурмы
Вытворчасць SB2O3 звычайна выкарыстоўвае сульфідную руду сульфіду ў якасці сыравіны. Спачатку рыхтуецца металічнае цяжару, а затым SB2O3 вырабляецца з выкарыстаннем металічнага сурмы ў якасці сыравіны.
Існуе два асноўныя метады атрымання SB2O3 з металічнай сурмы: прамое акісленне і раскладанне азоту.
1. Метад непасрэднага акіслення
Металічнае цярплівасць рэагуе з кіслародам пры награванні, утвараючы SB2O3. Працэс рэакцыі такі:
4SB ＋ 3O2 ＝＝ 2SB2O3
2. Амоноліз
Метал -сурмы ўступае ў рэакцыю з хлорам, каб сінтэзаваць трыхларыд сурмы, які затым пераганяецца, гідралізуецца, амоналізаваны, прамыты і высушыў, каб атрымаць гатовы прадукт SB2O3. Асноўнае ўраўненне рэакцыі:
2SB ＋ 3Cl2 ＝＝ 2SBCL3
Sbcl3 ＋ h2o ＝＝ sbocl ＋ 2hcl
4SBOCL ＋ H2O ＝＝ SB2O3 · 2SBOCL ＋ 2HCL
SB2O3 · 2SBOCL ＋ OH ＝＝ 2SB2O3 ＋ 2NH4Cl ＋ H2O
(Ii). Выкарыстанне трыаксіду сутыкненняў
Асноўнае выкарыстанне трыаксіду сурмы - гэта каталізатар полімеразы і адсталы для сінтэтычных матэрыялаў.
У поліэфірнай прамысловасці SB2O3 упершыню выкарыстоўваўся ў якасці каталізатара. SB2O3 у асноўным выкарыстоўваецца ў якасці каталізатара поликонденсации для маршруту DMT і ранняга шляху PTA і звычайна выкарыстоўваецца ў спалучэнні з H3PO4 або яго ферментамі.
(Iii). Праблемы з трыаксідам сутыкнення
SB2O3 мае дрэнную растваральнасць у этыленгліколе, з растваральнасцю толькі 4,04% пры 150 ° С. Такім чынам, калі этыленгліколь выкарыстоўваецца для падрыхтоўкі каталізатара, SB2O3 мае дрэнную дысперсійнасць, што можа лёгка выклікаць празмерны каталізатар у сістэме палімерызацыі, стварыць цыклічныя трымеры з высокім узроўнем плавання і прыносіць цяжкасці да кручэння. Каб палепшыць растваральнасць і дысперсільнасць SB2O3 у этыленгліколе, звычайна прымаецца для выкарыстання празмернай этыленгліколя або павышэння тэмпературы растварэння да вышэй за 150 ° С. Аднак вышэй за 120 ° C, SB2O3 і этыленгліколя могуць вырабляць ападкі этыленгліколю, калі яны дзейнічаюць разам, і SB2O3 можа быць зведзены да металічнай незразумення ў рэакцыі поликондэнсацыі, што можа выклікаць "туман" у поліэстэры і ўплываць на якасць прадукцыі.
II. Даследаванне і прымяненне сунтацэтата
Спосаб падрыхтоўкі ацэтату сурмы
Спачаткуцэтат нацэнт быў падрыхтаваны, рэагуючы трыаксід сурмы з воцатнай кіслатой, а воцатны ангідрыд быў выкарыстаны ў якасці абязводжвання для паглынання вады, якая ўтвараецца ў выніку рэакцыі. Якасць гатовага прадукту, атрыманы гэтым метадам, не была высокай, і для растварэння ў воцатнай кіслаце спатрэбілася больш за 30 гадзін. Пазней ацэтат сутыка была падрыхтавана шляхам рэагавання металічнага сурмы, трыхларыду (трыаксіду сурмы з воцатным ангідрыдам, без неабходнасці абязводжвання.
1. Спосаб трыхларыду)
У 1947 годзе Х. Шміт і інш. У Заходняй Германіі падрыхтаваны SB (CH3COO) 3, рэагуючы SBCL3 з воцатным ангідрыдам. Формула рэакцыі наступная:
SBCL3+3 (CH3CO) 2O == SB (CH3COO) 3+3CH3COCL
2. Спосаб металу)
У 1954 годзе Tapaybea з былога Савецкага Саюза падрыхтаваў SB (CH3COO) 3, уступаючы ў рэакцыю металічнай сурмы і пероксіацетылу ў растворы бензолу. Формула рэакцыі:
SB ＋ (CH3COO) 2 == SB (CH3COO) 3
3. Спосаб трыаксіду)
У 1957 годзе F. Nerdel з Заходняй Германіі выкарыстаў SB2O3 для рэагавання з воцатным ангідрыдам для атрымання SB (CH3COO) 3.
SB2O3 ＋ 3 （CH3CO） 2O ＝＝ 2SB （CH3COO） 3
Недахопам гэтага метаду з'яўляецца тое, што крышталі, як правіла, аб'ядноўваюцца ў вялікія кавалачкі і цвёрда прыліпаюць да ўнутранай сценкі рэактара, што прыводзіць да дрэннай якасці прадукцыі і колеру.
4. Метад растваральніка трыаксіду)
Каб пераадолець недахопы вышэйзгаданага метаду, звычайна дадаецца нейтральны растваральнік падчас рэакцыі SB2O3 і воцатнага ангідрыду. Канкрэтны метад падрыхтоўкі такі:
(1) У 1968 годзе Р. Томс з Амерыканскай хімічнай кампаніі Mosun апублікаваў патэнт на падрыхтоўку ацэтату супраціў. Патэнт выкарыстоўваўся ксілол (O-, M-, P-ксілен або іх сумесь) у якасці нейтральнага растваральніка для атрымання дробных крышталяў ацэтату сурмы.
(2) У 1973 годзе Чэхія вынайшала метад атрымання дробнага ацэтату сутыкнення з выкарыстаннем талуолу ў якасці растваральніка.
Iii. Параўнанне трох каталізатараў, заснаваных
| Трыаксід сутыкненняў | Ўзмоццэтат ацэтат | Супраць гліколат | |
| Асноўныя ўласцівасці | Звычайна вядомы як сутыкальная белая, малекулярная формула SB 2 O 3, малекулярная маса 291,51, белы парашок, тэмпература плаўлення 656 ℃. Тэарэтычнае ўтрыманне сутычкі складае каля 83,53 %. Адносная шчыльнасць 5,20 г/мл. Раствараецца ў канцэнтраванай салянай кіслаце, канцэнтраванай сернай кіслаце, канцэнтраванай азотнай кіслаты, віннай кіслаты і шчолачы, нерастваральнай у вадзе, алкаголю, разведзенай сернай кіслаце. | Малекулярная формула SB (AC) 3, малекулярная маса 298,89, тэарэтычнае ўтрыманне антычынаў каля 40,74 %, тэмпература плаўлення 126-131 ℃, шчыльнасць 1,22 г/мл (25 ℃), белы або белы парашок, лёгка раствараецца ў этиленетениколь, талуоле і ксілене. | Малекулярная формула SB 2 (EG) 3, малекулярная маса складае каля 423,68, тэмпература плаўлення складае ＞ 100 ℃ (снежань), тэарэтычнае ўтрыманне вадкасці складае каля 57,47 %, знешні выгляд з'яўляецца белым цвёрдым, нетоксичном і цімем, простым, лёгкім для паглынання вільгаці. Ён лёгка раствараецца ў этыленгліколе. |
| Метад сінтэзу і тэхналогіі | У асноўным сінтэзаваны метадам Stibnite: 2SB 2 S 3 +9o 2 → 2SB 2 O 3 +6SO 2 ↑ SB 2 O 3 +3C → 2SB +3CO ↑ 4SB +O 2 → 2SB 2 O 3Note: stibnite / use read / wintost → Ацяпленне і купюру → калекцыя → калекцыя калекцыі → калекцыя калекцыі → калекцыя калекцыя | Прамысловасць у асноўным выкарыстоўвае метад SB 2 O 3 -растваральніка для сінтэзу: SB2O3 ＋ 3 (CH3CO) 2O → 2SB (AC) 3Process: награвальны рэфлюкс → гарачая фільтрацыя → крышталізацыя → сушка вакууму → ProductNote: SB (AC) 3 лёгка гідралізаваны, таму нейтральная тальвентавая або килела выкарыстаны ў выкарыстанні, выкарыстоўваецца ў выкарыстанні, выкарыстоўваецца ў выкарыстанні, выкарыстоўваецца ў выкарыстанні: сб. Жахлы, SB 2 O 3 не можа быць у вільготным стане, і вытворчае абсталяванне таксама павінна быць сухім. | Прамысловасць у асноўным выкарыстоўвае метад SB 2 O 3 для сінтэзу: SB 2 O 3 +3EG → SB 2 (напрыклад) 3 +3H 2 OPROCESS: кармленне (SB 2 O 3, дабаўкі і, напрыклад) → Ацяпленне і ціск рэакцыі → Выдаленне слэга, прымяненне і вада → дэкаралізацыя → гарачая фільтра → астуджэнне → Астуджэнне і крышталізацыя → Высушванне. Працэс трэба ізаляваць з вады, каб прадухіліць гідроліз. Гэтая рэакцыя ўяўляе сабой зварачальную рэакцыю, і, як правіла, рэакцыю спрыяюць выкарыстанню залішняй этыленгліколя і выдалення вады прадукту. |
| Перавага | Цана адносна танная, яна простая ў выкарыстанні, мае ўмераную каталітычную актыўнасць і кароткі час поликонденсирования. | Ацэтат антых мае добрую растваральнасць у этыленгліколе і раўнамерна рассеяны ў этыленгліколе, што можа павысіць эфектыўнасць выкарыстання супраціў; ацэтат наяўнасці мае характарыстыкі высокай каталітычнай актыўнасці, меншую рэакцыю дэградацыі, добрую цеплавую ўстойлівасць і стабільнасць апрацоўкі; У той жа час з выкарыстаннем ацэтату сурмы ў якасці каталізатара не патрабуецца даданне каталізатара і стабілізатара. Рэакцыя каталітычнай сістэмы ацэтату сурмы адносна мяккая, а якасць прадукту высокая, асабліва колер, якая лепш, чым у трыаксіднай (SB 2 O 3). | Каталізатар мае высокую растваральнасць у этыленгліколе; zero-valent antimony is removed, and impurities such as iron molecules, chlorides and sulfates that affect polycondensation are reduced to the lowest point, eliminating the problem of acetate ion corrosion on equipment;Sb 3+ in Sb 2 (EG) 3 is relatively high, which may be because its solubility in ethylene glycol at the reaction temperature is greater than that of Sb 2 O 3 Compared with SB (AC) 3, колькасць SB 3+, які гуляе каталітычную ролю, большая. Колер прадукту поліэстэру, які вырабляецца SB 2 (напрыклад) 3, лепш, чым у SB 2 O 3 крыху вышэй, чым арыгінал, што робіць прадукт ярчэй і бялей; |
| Нявыгаднае становішча | Растваральнасць у этыленгліколе дрэнная, толькі 4,04% пры 150 ° С. На практыцы этыленгліколь празмерная, альбо тэмпература растварэння павышаецца да вышэй 150 ° С. Аднак, калі SB 2 O 3 рэагуе з этыленгліколем на працягу доўгага часу пры вышэй за 120 ° С, могуць узнікнуць этыленгліколь -гліколь, і SB 2 O 3 можа быць зведзены да металічнай лесвіцы ў рэакцыі поликонденсирования, што можа выклікаць "шэры туман" у поліэфірных чыпсах і паўплываць на якасць прадукту. Феномен аксіду палівалентнага раздражнення адбываецца падчас падрыхтоўкі SB 2 O 3, а на эфектыўную чысціню сурмы ўплывае. | Змест сурмака каталізатара адносна нізкі; Прымешкі воцатнай кіслаты ўвялі карова -абсталяванне, забруджваюць навакольнае асяроддзе і не спрыяюць лячэнню сцёкавых вод; Працэс вытворчасці складаны, умовы працы ў асяроддзі дрэнныя, ёсць забруджванне, і прадукт лёгка змяніць колер. Пры награванні лёгка раскласці, а прадукты гідролізу - SB2O3 і CH3COOH. Час матэрыялу пражывання доўгі, асабліва на канчатковай стадыі поликонденсации, якая значна вышэй, чым у сістэме SB2O3. | Выкарыстанне SB 2 (EG) 3 павялічвае кошт каталізатара прылады (павелічэнне выдаткаў можа быць зрушана толькі ў тым выпадку, калі 25% ПЭТ выкарыстоўваюцца для самастойнага кручэння нітак). Акрамя таго, значэнне B адцення прадукту нязначна павялічваецца. |