Poliester (PET) vlakna je najveća raznolikost sintetičkih vlakana. Odjeća od poliesterskih vlakana je udobna, hrskava, lako se oprati i brzo se sušiti. Poliester se takođe široko koristi kao sirovina za pakiranje, industrijske pređe i inženjerske plastike. Kao rezultat toga, Poliester se brzo razvijao širom svijeta, povećavajući se u prosječnoj godišnjoj stopi od 7% i velikom proizvodnjom.
Poliesterska proizvodnja može se podijeliti u rutu Dimetil Terephtalate (DMT) i terefthtaličnu kiselinu (PTA) u pogledu procesne rute i može se podijeliti u povremeni proces i kontinuirani proces u pogledu rada. Bez obzira na usvojena ruta procesa proizvodnje, reakcija polikondenzacije zahtijeva upotrebu metalnih spojeva kao katalizatora. Polikondenzacijska reakcija ključni je korak u procesu proizvodnje poliestera, a vrijeme polikondenzacije je grlo za poboljšanje prinosa. Poboljšanje sistema katalizatora važan je faktor u poboljšanju kvalitete poliestera i skraćivanje vremena polikondenzacije.
UrbanMines Tech. Limited je vodeća kineska kompanija specijalizirana za istraživanje i razvoj, proizvodnju i opskrbu antimomoksu antimonta od poliestera, antimonte, a antimomol. Proveli smo dubinsko istraživanje o tim proizvodima - istraživanje i razvoj urbanizova sada sažima istraživanje i primjenu katalizatora antimona u ovom članku kako bi pomogli našim kupcima fleksibilno primjenjivati, optimizirati proizvodne procese i pružanje sveobuhvatne konkurentnosti proizvoda od poliesterskog vlakana.
Domaći i strani učenjaci uglavnom vjeruju da je poliesterska polikondenzacija reakcija lanca, a katalitički mehanizam pripada koordinaciji helacije, za što je potreban katalizator metal atoma za pružanje praznih orbitala za koordinaciju s lučnim par elektronima karbonilskog kisika za postizanje svrhe kataza. Za polikondenzaciju, otkako je gustoća crkanja elektronil u hidroksietil ester grupi relativno niska, elektronegativnost metalnih jona relativno je visoka tokom koordinacije, kako bi se olakšala koordinacija i produženje lanca.
Sljedeće se mogu koristiti kao poliesterski katalizatori: li, na, k, biti, mg, ca, sr, sn, pb, sb, mo, pd, fr, co, ni, pd, pt, co, nig, zn, cd, hg i druge metalne okside, haljine i amine, ureasu, guanidines, organski spojevi koji sadrže sumpor. Međutim, katalizatori koji su trenutno korišteni i proučavaju u industrijskoj proizvodnji uglavnom su SB, GE i TI spojevi. Veliki broj studija pokazao je da: GE-katalizatori imaju manje sporednih reakcija i proizvode visokokvalitetni kućnog ljubimca, ali njihova aktivnost nije velika, a imaju nekoliko resursa i imaju nekoliko resursa i imaju nekoliko resursa i imaju nekoliko resursa i imaju nekoliko resursa i imaju ih i skupo; TI-katalizatori imaju visoku aktivnost i brzu brzinu reakcije, ali njihove katalitičke sporedne reakcije su očiglednije, što rezultira lošim toplinskim stabilnošću i žutom bojom proizvoda, a uglavnom se mogu koristiti za sintezu PBT, PTT, PCT itd.; Katalizatori sa sjedištem u SB nisu samo aktivniji. Kvaliteta proizvoda je visoka jer su katalizatori sa sjedištem u SB aktivniji, imaju manje sporednih reakcija i jeftiniji su. Stoga su se široko koristili. Među njima su najčešće korišteni katalizatori na bazi SB-a trioksid antimona (SB2O3), antimon acetat (SB (CH3COO) 3), itd.
Gledajući povijest razvoja poliestera industrije, možemo otkriti da više od 90% poliesterskih biljaka u svijetu koristi antimontene spojeve kao katalizatore. Do 2000. godine Kina je uvela nekoliko poliesterskih biljaka, a sve su koristile spojeve antimona kao katalizatori, uglavnom SB2O3 i SB (CH3COO) 3. Kroz zajedničke napore kineskog naučnog istraživanja, univerziteta i proizvodnih odjela, ova dva katalizatora su sada u potpunosti proizvedena.
Od 1999. godine, francuska hemijska kompanija ELF lansirala je antimon glikol [SB2 (Och2CH2CO) 3] katalizator kao nadograđeni proizvod tradicionalnih katalizatora. Poliesterski čips proizvedeni imaju veliku bjelinu i dobru odličnost, koja je privukla veliku pažnju domaćih istraživačkih institucija, preduzeća i proizvođača poliestera u Kini.
I. Istraživanje i primjena trioksida antimona
Sjedinjene Države jedna je od najranijih zemalja za proizvodnju i primjenu SB2O3. Godine 1961. potrošnja SB2O3 u Sjedinjenim Državama dostigla je 4.943 tone. 1970-ih, pet kompanija u Japanu proizvelo je SB2O3 sa ukupnim proizvodnim kapacitetom od 6.360 tona godišnje.
Kineske glavne SB2O3 istraživačke i razvojne jedinice uglavnom su koncentrisane u bivšim državnim preduzećima u provinciji Hunan i Šangaj. UrbanMines Tech. Limited je takođe uspostavio profesionalnu proizvodnu liniju u provinciji Hunan.
(I). Metoda za proizvodnju trioksida antimona
Proizvodnja SB2O3 obično koristi antimon sulfid rude kao sirovine. Prvo se priprema metalna antimona, a zatim se SB2O3 proizvodi metalnim antimonom kao sirovinama.
Postoje dvije glavne metode za proizvodnju SB2O3 iz metalnog antimona: direktna oksidacija i raspadanje dušika.
1. Metoda direktne oksidacije
Metalna antimona reagira sa kisikom pod grijanjem da bi se formirao SB2O3. Proces reakcije je sljedeći:
4SB + 3O2 == 2SB2O3
2. Amonoliza
Metal antimona reagira sa hlorom da sintetiziraju antimon trihlorid, koji se zatim destilira, hidroliziran, amonoliziran, ispran i osuši kako bi se dobio gotov SB2O3 proizvod. Osnovna reakcija jednadžba je:
2SB + 3Cl2 == 2SBCL3
Sbcl3 + h2o == sbocl + 2hcl
4sbocl + h2o == sb2o3 · 2sbocl + 2hcl
SB2O3 · 2sbocl + oh == 2SB2O3 + 2NH4CL + H2O
(Ii). Koristi trioksid antimona
Glavna upotreba antimon trioksida kao katalizator za polimerazu i usporavanje plamena za sintetičke materijale.
U poliesternoj industriji, SB2O3 se prvi put koristio kao katalizator. SB2O3 se uglavnom koristi kao polikondenzacijski katalizator za DMT rutu i ranu PTA rutu i općenito se koristi u kombinaciji sa H3PO4 ili njenim enzimima.
(Iii). Problemi sa antimon trioksidom
SB2O3 ima lošu rastvorljivost u etilen glikol, sa rastvorljivošću od samo 4,04% na 150 ° C. Stoga se, kada se etilen glikol koristi za pripremu katalizatora, SB2O3 ima lošu disperzivnost, što lako može uzrokovati pretjerani katalizator u sustavu polimerizacije, generirati cikličke trikoletike i donijeti poteškoće u prebacivanju. Da bi se poboljšalo rastvorljivost i disperzivnost SB2O3 u etilen glikolu, općenito se usvaja za korištenje prekomjernog etilen glikola ili povećati temperaturu otapanja na iznad 150 ° C. Međutim, iznad 120 ° C, SB2O3 i etilen glikol može proizvesti oborinu etilen glikol, a na duže vrijeme djeluju, a SB2O3 se može svesti na metalno antimon u polikanskoj reakciji, što može uzrokovati "maglu" u poliesterskim čipovima i utjecati na kvalitetu proizvoda.
II. Istraživanje i primjena antimona acetata
Način pripreme Antimona acetata
U početku je antimon acetat pripremljen reagiranjem trioksida antimona sa sirćetnom kiselinom, a simetički anhidrid korišten kao dehidriranje za apsorbiranje vode koju je upijala s reakcijom. Kvaliteta gotovog proizvoda dobivenog ovom metodom nije bila visoka, a trajala je više od 30 sati za trioksid antimona da se otopi u sirćetnu kiselinu. Kasnije je Antimon acetat pripremljen reagiranjem metalnih antimona, antimon trihloridom ili trioksidom antimona sa sirćetskim anhidridom, bez potrebe za sredstvom za dehidriranje.
1. Antimon troklorid metoda
1947., H. Schmidt et al. U zapadnoj Njemačkoj pripremio je SB (CH3COO) 3 reagiranjem SBCL3 sa sirćetskim anhidridom. Reakcijska formula je sljedeća:
SBCL3 + 3 (CH3CO) 2O == SB (CH3COO) 3 + 3CH3COCL
2. Metoda antimona metala
1954. godine Tapaybea bivšeg Sovjetskog Saveza pripremila je SB (CH3COO) 3 reagiranjem metalnih antimona i peroksiketila u benzenski otopinu. Reakcijska formula je:
SB + (CH3COO) 2 == SB (CH3COO) 3
3. Metoda antimona trioksida
1957. godine F. Nerdel iz Zapadne Njemačke koristio je SB2O3 da reagira sa sirćetskim anhidridom za proizvodnju sb (CH3COO) 3.
SB2O3 + 3 (CH3CO) 2O == 2SB (CH3COO) 3
Nedostatak ove metode je da kristali imaju tendenciju da se učvršćuju na velike komade i čvrsto se drže u unutrašnjem zidu reaktora, što rezultira lošim kvalitetom i bojom proizvoda.
4. Antimon TRIIOXID metoda otapala
Da bi se prevladao nedostaci gornje metode, tijekom reakcije SB2O3 i sitetog anhidrida obično se dodaje neutralni otapalo. Specifična metoda pripreme je sljedeća:
(1) Godine 1968. R. Thoms Američke Mosun Hemijske kompanije objavio je patent o pripremi antimona acetata. Patent je koristio ksilen (o-, m-, p-xylen ili smjesu) kao neutralan otapalo za proizvodnju finih kristala antimona acetata.
(2) 1973. Češka je izmislila metodu za proizvodnju finog antimona acetata pomoću toluena kao otapala.
III. Poređenje tri katalizatora zasnovane na antimonima
| Antimon trioksid | Antimon acetat | Antimon glikolat | |
| Osnovna svojstva | Najčešće poznata kao antimona bijela, molekularna formula SB 2 o 3, molekularna težina 291.51, bijeli prah, talište 656 ℃. Teorijski sadržaj antimona iznosi oko 83,53%. Relativna gustina 5.20g / ml. Topiv u koncentriranoj hlorovodičnoj kiselini, koncentriranoj sumpornoj kiselini, koncentriranoj duširijskoj kiselini, tarskoj kiselini i alkalnom otopinu, netopljivi u vodi, alkohol, razrijeđuju sumpornu kiselinu. | Molekularna formula SB (AC) 3, molekularna težina 298.89, teorijski antimon unosi oko 40,74%, talište 126-131. | Molekularna formula SB 2 (npr.) 3, molekularna težina je oko 423,68, talište je> 100 ℃ (dec.), Teorijski antimontni sadržaj iznosi oko 57,47%, izgled je bijeli kristalni čvrsti, netoksični i bez ukusa, jednostavan za apsorbiranje vlage. Lako je topiv u etilen glikolu. |
| Metoda i tehnologija sinteze | Uglavnom sintetizirao metodom Stibnite: 2SB 2 S 3 + 9O 2 → 2sb 2 o 3 + 6C → 2SB + 3CO ↑ 4SB + O 2 → 2sb 2 o 3Note: Stibnite / Iron Ore / Vapneton → Grijanje i dizanje → Kolekcija | Industrija uglavnom koristi SB 2-otolventnu metodu za sintezu: SB2O3 + 3 (CH3CO) 2O → Vruća filtracija → Produmova: SB (AC) 3 je lako hidroena, tako da se neutralni toluen solvent ili XYlene moraju biti bezvodni, sb 2 o 3 ne mogu biti u vlažnom stanju, a proizvodna oprema također mora biti suha. | Industrija uglavnom koristi metodu SB 2 O 3 za sintezu: SB 2 O 3 + 3EG → SB 2 (npr.) → Reakcija grijanja i pritiska → vruće filtracija → hlađenje i kristalizacija → Proizvodni proces: Proizvodni proces: Proizvodni proces treba biti izolirano iz vode kako bi se spriječilo hidrolizu. Ova reakcija je reverzibilna reakcija, a općenito se reakcija promovira korištenjem viška etilen glikola i uklanjanju vode. |
| Prednost | Cijena je relativno jeftina, jednostavna je za upotrebu, ima umjerenu katalitičku aktivnost i kratko vrijeme polikondenzacije. | Antimon acetat ima dobru rastvorljivost u etilen glikolu i ravnomjerno se raspršuje u etilen glikol, što može poboljšati efikasnost korištenja antimona; antimonte acetat ima karakteristike visoke katalitičke aktivnosti, manje reakcije razgradnje i stabilnosti za razgradnju; Istovremeno, koristeći antimon acetat kao katalizator ne zahtijeva dodavanje koa katalizatora i stabilizatora. Reakcija antimona acetatnog katalitičkog sistema je relativno blag, a kvaliteta proizvoda je visoka, posebno boja, što je bolje od onog od trioksida antimona (SB 2 o 3). | Katalizator ima visoku rastvorljivost u etilen glikolu; Ne uklanja se nulti-valentno antimon, a nečistoće kao što su željezne molekule, hloride i sulfati koji utječu na polikondenzaciju, eliminirajući problem acetatne ionske korozije na opremi; što je možda zbog toga što je njegova rastvorljivost u etilen glikolu na temperaturi reakcije veća od snage sb 2 o 3 u odnosu na SB (AC) 3 , iznos SB 3+ koji igra katalitičku ulogu je veća. Boja poliesterskog proizvoda proizvedene od SB 2 (npr.) 3 je bolja od one od SB 2 o 3 malo veća od originala, čineći proizvod svjetlijim i bjelijim; |
| Nepovoljnost | Rastvorljivost u etilen glikol je loš, samo 4,04% na 150 ° C. U praksi je etilen glikol pretjeran ili se temperatura rastvaranja povećava na 150 ° C. Međutim, kada se SB 2 o 3 već duže vrijeme reagira sa etilen glikolom od 120 ° C, može doći do antimenskih antimona etilena, a SB 2 o 3 može biti smanjena na metalne ljestvice u polikarskoj reakciji, što može uzrokovati "sivu maglu" u poliesterskom čipovima i utjecati na kvalitetu proizvoda. Fenomen oksida od polivalentnog antimona nastaju tokom pripreme SB 2 O 3, a utjecala je efikasna čistoća antimona. | Sadržaj antimona katalizatora je relativno nizak; nečistoće sirćene kiseline uvele su korodirajuću opremu, zagađuju okoliš i ne pogoduju na pročišćavanje otpadnih voda; Proces proizvodnje je složen, uvjeti operativnog okruženja su loši, postoji zagađenje, a proizvod je lako mijenjati boju. Lako je raspadati prilikom zagrevanja, a proizvodi hidrolize su SB2O3 i CH3COOH. Vrijeme boravka materijala je dugo, posebno u završnoj fazi polikondenzacije, što je znatno veće od SB2O3 sistema. | Upotreba SB 2 (npr.) Povećava trošak katalizatora uređaja (povećanje troškova može se nadoknaditi samo ako se 25% kućnog ljubimca koristi za samo-predenje granicama). Pored toga, b vrijednost Hue proizvoda lagano se povećava. |