Ffibr Polyester (PET) yw'r amrywiaeth fwyaf o ffibr synthetig. Mae dillad wedi'u gwneud o ffibr polyester yn gyffyrddus, yn grimp, yn hawdd eu golchi, ac yn gyflym i'w sychu. Mae polyester hefyd yn cael ei ddefnyddio'n helaeth fel deunydd crai ar gyfer pecynnu, edafedd diwydiannol, a phlastigau peirianneg. O ganlyniad, mae Polyester wedi datblygu'n gyflym ledled y byd, gan gynyddu ar gyfradd flynyddol ar gyfartaledd o 7% a chydag allbwn mawr.
Gellir rhannu cynhyrchiad polyester yn llwybr dimethyl tereffthalad (DMT) a llwybr asid tereffthalig (PTA) o ran llwybr y broses a gellir ei rannu'n broses ysbeidiol a phroses barhaus o ran gweithredu. Waeth bynnag y llwybr proses gynhyrchu a fabwysiadwyd, mae'r adwaith polycondensation yn gofyn am ddefnyddio cyfansoddion metel fel catalyddion. Mae'r adwaith polycondensation yn gam allweddol yn y broses gynhyrchu polyester, a'r amser polycondensation yw'r dagfa ar gyfer gwella'r cynnyrch. Mae gwella'r system catalydd yn ffactor pwysig wrth wella ansawdd polyester a byrhau'r amser polycondensation.
Tech Urbanmines. Mae Limited yn gwmni Tsieineaidd blaenllaw sy'n arbenigo mewn Ymchwil a Datblygu, cynhyrchu, a chyflenwi triocsid antimoni gradd catalydd polyester, asetad antimoni, ac antimoni glycol. Rydym wedi cynnal ymchwil manwl ar y cynhyrchion hyn-mae'r Adran Ymchwil a Datblygu trefoli bellach yn crynhoi ymchwil a chymhwyso catalyddion antimoni yn yr erthygl hon i helpu ein cwsmeriaid i gymhwyso'n hyblyg, gwneud y gorau o brosesau cynhyrchu, a darparu cystadleurwydd cynhwysfawr o gynhyrchion ffibr polyester.
Mae ysgolheigion domestig a thramor yn gyffredinol yn credu bod polycondensation polyester yn adwaith estyniad cadwyn, ac mae'r mecanwaith catalytig yn perthyn i gydlynu twyllo, sy'n ei gwneud yn ofynnol i'r atom metel catalydd ddarparu orbitalau gwag i gydlynu â'r pâr arc o electronau o ocsigen carbonyl i gyflawni pwrpas catalysis. Ar gyfer polycondensation, gan fod dwysedd cwmwl electron ocsigen carbonyl yn y grŵp ester hydroxyethyl yn gymharol isel, mae electronegatifedd ïonau metel yn gymharol uchel yn ystod y cydgysylltu, i hwyluso cydgysylltu ac estyniad cadwyn.
Gellir defnyddio'r canlynol fel catalyddion polyester: li, na, k, be, mg, ca, sr, b, b, al, ga, ge, sn, pb, sb, bi, ti, ti, nb, cr, cr, mo, mn, fe, co, ni, ni, pd, pt, pt, cu, Ag, zn, zn, cd, hg a metel arall, alcesau a metelau eraill, alcesau a metelau eraill, alcys Ureas, guanidines, cyfansoddion organig sy'n cynnwys sylffwr. Fodd bynnag, y catalyddion sy'n cael eu defnyddio a'u hastudio ar hyn o bryd mewn cynhyrchu diwydiannol yw cyfansoddion cyfres SB, GE a TI yn bennaf. Mae nifer fawr o astudiaethau wedi dangos: Mae gan gatalyddion wedi'u seilio ar GE lai o adweithiau ochr ac maent yn cynhyrchu PET o ansawdd uchel, ond nid yw eu gweithgaredd yn uchel, ac nid oes ganddynt lawer o adnoddau ac maent yn ddrud; Mae gan gatalyddion wedi'u seilio ar Ti weithgaredd uchel a chyflymder ymateb cyflym, ond mae eu hadweithiau ochr catalytig yn fwy amlwg, gan arwain at sefydlogrwydd thermol gwael a lliw melyn y cynnyrch, ac yn gyffredinol dim ond ar gyfer synthesis PBT, PTT, PCT, ac ati y gellir eu defnyddio; Mae catalyddion sy'n seiliedig ar SB nid yn unig yn fwy egnïol. Mae ansawdd y cynnyrch yn uchel oherwydd bod catalyddion wedi'u seilio ar SB yn fwy egnïol, mae ganddynt lai o adweithiau ochr, ac maent yn rhatach. Felly, fe'u defnyddiwyd yn helaeth. Yn eu plith, y catalyddion a ddefnyddir amlaf yn seiliedig ar SB yw antimoni trioxide (SB2O3), asetad antimoni (SB (CH3COO) 3), ac ati.
Wrth edrych ar hanes datblygu'r diwydiant polyester, gallwn ddarganfod bod mwy na 90% o'r planhigion polyester yn y byd yn defnyddio cyfansoddion antimoni fel catalyddion. Erbyn 2000, roedd Tsieina wedi cyflwyno sawl planhigyn polyester, a defnyddiodd pob un ohonynt gyfansoddion antimoni fel catalyddion, yn bennaf SB2O3 a SB (CH3COO) 3. Trwy ymdrechion ymchwil gwyddonol Tsieineaidd, prifysgolion ac adrannau cynhyrchu ar y cyd, mae'r ddau gatalydd hyn bellach wedi'u cynhyrchu'n llawn domestig.
Er 1999, mae'r cwmni cemegol Ffrengig Elf wedi lansio catalydd antimoni glycol [SB2 (OCH2CH2CO) 3] fel cynnyrch wedi'i uwchraddio o gatalyddion traddodiadol. Mae gan y sglodion polyester a gynhyrchir wynder uchel a troelladwyedd da, sydd wedi denu sylw mawr gan sefydliadau ymchwil catalydd domestig, mentrau, a gweithgynhyrchwyr polyester yn Tsieina.
I. Ymchwilio a chymhwyso trocsid antimoni
Yr Unol Daleithiau yw un o'r gwledydd cynharaf i gynhyrchu a chymhwyso SB2O3. Yn 1961, cyrhaeddodd y defnydd o SB2O3 yn yr Unol Daleithiau 4,943 tunnell. Yn y 1970au, cynhyrchodd pum cwmni yn Japan SB2O3 gyda chyfanswm capasiti cynhyrchu o 6,360 tunnell y flwyddyn.
Mae prif unedau ymchwil a datblygu SB2O3 Tsieina wedi'u crynhoi yn bennaf mewn cyn-fentrau sy'n eiddo i'r wladwriaeth yn Nhalaith Hunan a Shanghai. Tech Urbanmines. Mae Limited hefyd wedi sefydlu llinell gynhyrchu broffesiynol yn nhalaith Hunan.
(I). Dull ar gyfer cynhyrchu trocsid antimoni
Mae cynhyrchu SB2O3 fel arfer yn defnyddio mwyn sylffid antimoni fel deunydd crai. Paratoir antimoni metel yn gyntaf, ac yna cynhyrchir SB2O3 gan ddefnyddio antimoni metel fel deunydd crai.
Mae dau brif ddull ar gyfer cynhyrchu SB2O3 o antimoni metelaidd: ocsidiad uniongyrchol a dadelfennu nitrogen.
1. Dull Ocsideiddio Uniongyrchol
Mae antimoni metel yn adweithio ag ocsigen dan wres i ffurfio SB2O3. Mae'r broses ymateb fel a ganlyn:
4SB ＋ 3O2 ＝＝ 2SB2O3
2. Ammonolysis
Mae metel antimoni yn adweithio â chlorin i syntheseiddio trichlorid antimoni, sydd wedyn yn cael ei ddistyllu, ei hydroli, ei ammonolyzed, ei olchi, a'i sychu i gael y cynnyrch SB2O3 gorffenedig. Yr hafaliad ymateb sylfaenol yw:
2SB ＋ 3Cl2 ＝＝ 2SBCL3
Sbcl3 ＋ h2o ＝＝ sbocl ＋ 2hcl
4Sbocl ＋ H2O ＝＝ SB2O3 · 2SbOCl ＋ 2HCl
SB2O3 · 2SBOCL ＋ OH ＝＝ 2SB2O3 ＋ 2NH4CL ＋ H2O
(Ii). Defnyddiau o antimoni trocsid
Y prif ddefnydd o drocsid antimoni yw fel catalydd ar gyfer polymeras a gwrth -fflam ar gyfer deunyddiau synthetig.
Yn y diwydiant polyester, defnyddiwyd SB2O3 gyntaf fel catalydd. Defnyddir SB2O3 yn bennaf fel catalydd polycondensation ar gyfer y llwybr DMT a'r llwybr PTA cynnar ac fe'i defnyddir yn gyffredinol mewn cyfuniad â H3PO4 neu ei ensymau.
(Iii). Problemau gyda throcsid antimoni
Mae gan SB2O3 hydoddedd gwael yn ethylen glycol, gyda hydoddedd o ddim ond 4.04% ar 150 ° C. Felly, pan ddefnyddir ethylen glycol i baratoi'r catalydd, mae gan SB2O3 wasgariad gwael, a all achosi catalydd gormodol yn hawdd yn y system bolymerization, cynhyrchu trimwyr cylchol pwynt toddi uchel, a dod ag anawsterau i nyddu. Er mwyn gwella hydoddedd a gwasgariad SB2O3 mewn ethylen glycol, fe'i mabwysiadir yn gyffredinol i ddefnyddio gormod o ethylen glycol neu gynyddu tymheredd y diddymu i uwch na 150 ° C. Fodd bynnag, gall uwchlaw 120 ° C, SB2O3 ac ethylen glycol gynhyrchu dyodiad antimoni ethylen glycol pan fyddant yn gweithredu gyda'i gilydd am amser hir, a gellir lleihau SB2O3 i antimoni metelaidd yn yr adwaith polycondensation, a all achosi "niwl" mewn sglodion polyester ac effeithio ar ansawdd cynnyrch.
II. Ymchwil a chymhwyso asetad antimoni
Dull paratoi asetad antimoni
Ar y dechrau, paratowyd asetad antimoni trwy adweithio trocsid antimoni ag asid asetig, a defnyddiwyd anhydride asetig fel asiant dadhydradu i amsugno'r dŵr a gynhyrchir gan yr adwaith. Nid oedd ansawdd y cynnyrch gorffenedig a gafwyd trwy'r dull hwn yn uchel, a chymerodd fwy na 30 awr i antimoni trocsid hydoddi mewn asid asetig. Yn ddiweddarach, paratowyd asetad antimoni trwy adweithio antimoni metel, trichlorid antimoni, neu drocsid antimoni ag anhydride asetig, heb yr angen am asiant dadhydradu.
1. Dull Trichlorid Antimoni
Yn 1947, H. Schmidt et al. Yng Ngorllewin yr Almaen paratôdd SB (CH3COO) 3 trwy ymateb SBCL3 ag anhydride asetig. Mae'r fformiwla adweithio fel a ganlyn:
SBCL3+3 (CH3CO) 2O == SB (CH3COO) 3+3CH3COCL
2. Dull metel antimoni
Ym 1954, paratôdd Tapaybea yr hen Undeb Sofietaidd SB (CH3COO) 3 trwy ymateb antimoni metelaidd a pherocsyacetyl mewn toddiant bensen. Y fformiwla adweithio yw:
SB ＋ (CH3COO) 2 == SB (CH3COO) 3
3. Dull trocsid antimoni
Ym 1957, defnyddiodd F. Nerdel o Orllewin yr Almaen SB2O3 i ymateb ag anhydride asetig i gynhyrchu SB (CH3COO) 3.
SB2O3 ＋ 3 （CH3CO） 2O ＝＝ 2SB （CH3COO） 3
Anfantais y dull hwn yw bod y crisialau'n tueddu i agregu i mewn i ddarnau mawr a glynu'n gadarn â wal fewnol yr adweithydd, gan arwain at ansawdd a lliw cynnyrch gwael.
4. Dull Toddydd Triocsid Antimoni
Er mwyn goresgyn diffygion y dull uchod, ychwanegir toddydd niwtral fel arfer yn ystod adwaith SB2O3 ac anhydride asetig. Mae'r dull paratoi penodol fel a ganlyn:
(1) Ym 1968, cyhoeddodd R. Thoms o Gwmni Cemegol America Mosun batent ar baratoi asetad antimoni. Defnyddiodd y patent xylene (O-, M-, P-xylene, neu gymysgedd ohono) fel toddydd niwtral i gynhyrchu crisialau mân o asetad antimoni.
(2) Yn 1973, dyfeisiodd y Weriniaeth Tsiec ddull ar gyfer cynhyrchu asetad antimoni cain gan ddefnyddio tolwen fel toddydd.
Iii. Cymhariaeth o dri catalydd sy'n seiliedig ar antimoni
| Trocsid Antimoni | Asetad Antimoni | Glycolate antimoni | |
| Eiddo sylfaenol | A elwir yn gyffredin fel gwyn antimoni, fformiwla foleciwlaidd SB 2 O 3, pwysau moleciwlaidd 291.51, powdr gwyn, pwynt toddi 656 ℃. Mae cynnwys antimoni damcaniaethol tua 83.53 %. Dwysedd cymharol 5.20g/ml. Yn hydawdd mewn asid hydroclorig crynodedig, asid sylffwrig crynodedig, asid nitrig crynodedig, asid tartarig ac hydoddiant alcali, yn anhydawdd mewn dŵr, alcohol, asid sylffwrig gwanhau. | Fformiwla Moleciwlaidd SB (AC) 3, Pwysau Moleciwlaidd 298.89, cynnwys antimoni damcaniaethol tua 40.74 %, pwynt toddi 126-131 ℃, dwysedd 1.22g/ml (25 ℃), powdr gwyn neu oddi ar wyn, yn hawdd ei hydoddi mewn ethylen glycol, tole a xyle, tole a xyle, tole. | Fformiwla Foleciwlaidd SB 2 (EG) 3, mae'r pwysau moleciwlaidd tua 423.68, y pwynt toddi yw ＞ 100 ℃ (dec.), Mae'r cynnwys antimoni damcaniaethol tua 57.47 %, mae'r ymddangosiad yn solid crisialog gwyn, di-wenwynig a di-chwaeth, hawdd ei amsugno lleithder. Mae'n hawdd ei hydoddi mewn ethylen glycol. |
| Dull a thechnoleg synthesis | Syntheseiddiwyd yn bennaf trwy ddull 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 3Not | Mae'r diwydiant yn bennaf yn defnyddio Dull Sb 2 O 3 -hydoddol ar gyfer synthesis: SB2O3 ＋ 3 (CH3CO) 2O → 2SB (AC) 3Processe: Gwresogi Adlif → Hidlo Poeth → Crisialu → Sychu Llwch → Tatrysiad Cynnyrch (Sb (AC) yn hawdd ei ddefnyddio, mae Sb (AC) yn cael ei ddefnyddio, yn hyderele, yn cael ei ddefnyddio, Ni all SB 2 O 3 fod mewn cyflwr gwlyb, a rhaid i'r offer cynhyrchu fod yn sych hefyd. | Mae'r diwydiant yn defnyddio'r dull SB 2 O 3 yn bennaf i syntheseiddio: SB 2 O 3 +3EG → SB 2 (EG) 3 +3H 2 Oprocess: Bwydo (SB 2 O 3, ychwanegion ac EG) → Gwresogi a phwyso adwaith → Tynnu Slag, Impertions a Dŵr → Datgelu → Decio → Mae angen ynysu'r broses gynhyrchu oddi wrth ddŵr i atal hydrolysis. Mae'r adwaith hwn yn adwaith cildroadwy, ac yn gyffredinol mae'r adwaith yn cael ei hyrwyddo trwy ddefnyddio gormod o ethylen glycol a chael gwared ar ddŵr y cynnyrch. |
| Manteision | Mae'r pris yn gymharol rhad, mae'n hawdd ei ddefnyddio, mae ganddo weithgaredd catalytig cymedrol ac amser polycondensation byr. | Mae gan asetad antimoni hydoddedd da mewn ethylen glycol ac mae wedi'i wasgaru'n gyfartal yn ethylen glycol, a all wella effeithlonrwydd defnyddio antimoni; mae gan asetad antimoni nodweddion gweithgaredd catalytig uchel, adwaith llai diraddio, ymwrthedd gwres da a sefydlogrwydd prosesu; Ar yr un pryd, nid oes angen ychwanegu cyd-gatalydd a sefydlogwr ar ddefnyddio asetad antimoni fel catalydd. Mae adwaith system gatalytig asetad antimoni yn gymharol ysgafn, ac mae ansawdd y cynnyrch yn uchel, yn enwedig y lliw, sy'n well na system y trocsid antimoni (SB 2 O 3). | Mae gan y catalydd hydoddedd uchel yn ethylen glycol; Mae antimoni sero-dalent yn cael ei dynnu, ac mae amhureddau fel moleciwlau haearn, cloridau a sylffadau sy'n effeithio ar bolycondensation yn cael eu gostwng i'r pwynt isaf, gan ddileu problem cyrydiad ïon asetad ar offer; Sb 3+ yn Sb 2 (ee) 3 o s-sesiwn yn fwy na hynny, a all fod yn fwy na hynny, a all fod yn fwy na hynny, a all fod yn fwy na hynny, a allai fod yn fwy na thymheru Gyda SB (AC) 3, mae faint o SB 3+ sy'n chwarae rôl catalytig yn fwy. Mae lliw'r cynnyrch polyester a gynhyrchir gan SB 2 (ee) 3 yn well na lliw SB 2 O 3 ychydig yn uwch na'r gwreiddiol, gan wneud i'r cynnyrch edrych yn fwy disglair ac yn wynnach; |
| Anfantais | Mae'r hydoddedd yn ethylen glycol yn wael, dim ond 4.04% ar 150 ° C. Yn ymarferol, mae ethylen glycol yn ormodol neu mae'r tymheredd diddymu yn cynyddu i uwch na 150 ° C. Fodd bynnag, pan fydd SB 2 O 3 yn adweithio ag ethylen glycol am amser hir ar uwchlaw 120 ° C, gall dyodiad antimoni glycol ethylen ddigwydd, a gellir lleihau SB 2 O 3 i ysgol fetel yn yr adwaith polycondensation, a all achosi "niwl llwyd" mewn sglodion polyester ac effeithio ar ansawdd cynnyrch. Mae ffenomen ocsidau antimoni polyvalent yn digwydd wrth baratoi SB 2 O 3, ac effeithir ar burdeb effeithiol antimoni. | Mae cynnwys antimoni y catalydd yn gymharol isel; Cyflwynodd yr amhureddau asid asetig offer cyryd, llygru'r amgylchedd, ac nid ydynt yn ffafriol i drin dŵr gwastraff; Mae'r broses gynhyrchu yn gymhleth, mae'r amodau amgylchedd gweithredu yn wael, mae llygredd, ac mae'r cynnyrch yn hawdd newid lliw. Mae'n hawdd dadelfennu wrth eu cynhesu, a'r cynhyrchion hydrolysis yw SB2O3 a CH3COOH. Mae'r amser preswylio materol yn hir, yn enwedig yn y cam polycondensation terfynol, sy'n sylweddol uwch na'r system SB2O3. | Mae'r defnydd o SB 2 (EG) 3 yn cynyddu cost catalydd y ddyfais (dim ond os defnyddir 25% o PET ar gyfer hunan-nyddu ffilamentau y gellir gwrthbwyso'r cynnydd mewn costau). Yn ogystal, mae gwerth B lliw'r cynnyrch yn cynyddu ychydig. |