Οι ίνες πολυεστέρας (PET) είναι η μεγαλύτερη ποικιλία συνθετικών ινών. Τα ρούχα από ίνες πολυεστέρας είναι άνετα, τραγανή, εύκολο να πλυθούν και να στεγνώσουν γρήγορα. Ο πολυεστέρα χρησιμοποιείται επίσης ευρέως ως πρώτη ύλη για συσκευασία, βιομηχανικά νήματα και πλαστικά μηχανικής. Ως αποτέλεσμα, ο πολυεστέρα έχει αναπτυχθεί ταχέως παγκοσμίως, αυξάνοντας με μέσο ετήσιο ρυθμό 7% και με μεγάλη παραγωγή.
Η παραγωγή πολυεστέρας μπορεί να χωριστεί σε διαδρομή διμεθυλίου τερεφθαλικού (DMT) και διαδρομή τερεφθαλικού οξέος (PTA) όσον αφορά τη διαδρομή διεργασίας και μπορεί να χωριστεί σε διαλείπουσα διαδικασία και συνεχή διαδικασία όσον αφορά τη λειτουργία. Ανεξάρτητα από την υιοθετημένη διαδρομή παραγωγικής διαδικασίας, η αντίδραση πολυσυμπύνδεσης απαιτεί τη χρήση μεταλλικών ενώσεων ως καταλύτες. Η αντίδραση πολυσυμπύνδεσης είναι ένα βασικό βήμα στη διαδικασία παραγωγής πολυεστέρα και ο χρόνος πολυσυμπύνησης είναι η συμφόρηση για τη βελτίωση της απόδοσης. Η βελτίωση του συστήματος καταλύτη είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τη βελτίωση της ποιότητας του πολυεστέρα και τη μείωση του χρόνου πολυσυμπύνδεσης.
Tech Urbanmines. Η Limited είναι μια κορυφαία κινεζική εταιρεία που ειδικεύεται στην Ε & Α, την παραγωγή και την παροχή αντιμονίου αντιμονίου πολυεστέρας, οξικό αντιμόνιο και γλυκόλη αντιμονίου. Έχουμε διεξαγάγει διεξοδική έρευνα σχετικά με αυτά τα προϊόντα-το Τμήμα UrbanMines της Ε & Α συνοψίζει τώρα την έρευνα και την εφαρμογή καταλυτών αντιμονίων σε αυτό το άρθρο για να βοηθήσουμε τους πελάτες μας να εφαρμόσουν ευέλικτα, να βελτιστοποιήσουν τις διαδικασίες παραγωγής και να παρέχουν ολοκληρωμένη ανταγωνιστικότητα προϊόντων πολυεστέρας.
Οι εγχώριοι και ξένοι μελετητές πιστεύουν γενικά ότι η πολυεστέρα πολυεστέρα είναι μια αντίδραση επέκτασης αλυσίδας και ο καταλυτικός μηχανισμός ανήκει στον συντονισμό χηλίωσης, ο οποίος απαιτεί από το άτομο του μεταλλικού καταλύτη να παρέχει κενές τροχιακές για να συντονιστεί με το ζεύγος Arc των ηλεκτρονίων οξυγόνου καρβονυλίου για να επιτύχει τον σκοπό της κατάλυσης. Για την πολυσυμπύκνωση, δεδομένου ότι η πυκνότητα σύννεφων ηλεκτρονίων του καρβονυλίου οξυγόνου στην ομάδα υδροξυαιθυλεστέρα είναι σχετικά χαμηλή, η ηλεκτροαρνικότητα των μεταλλικών ιόντων είναι σχετικά υψηλή κατά τη διάρκεια του συντονισμού, για να διευκολυνθεί ο συντονισμός και η επέκταση της αλυσίδας.
Τα ακόλουθα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καταλύτες πολυεστέρας: 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 και άλλα μεταλλικά. Οι οργανικές ενώσεις που περιέχουν θείο. Ωστόσο, οι καταλύτες που χρησιμοποιούνται σήμερα και μελετώνται στη βιομηχανική παραγωγή είναι κυρίως ενώσεις SB, GE και TI. Ένας μεγάλος αριθμός μελετών έχουν δείξει ότι: οι καταλύτες που βασίζονται σε GE έχουν λιγότερες πλευρικές αντιδράσεις και παράγουν υψηλής ποιότητας κατοικίδιων ζώων, αλλά η δραστηριότητά τους δεν είναι υψηλή και έχουν λίγους πόρους και είναι δαπανηρές. Οι καταλύτες με βάση το Ti έχουν υψηλή δραστηριότητα και γρήγορη ταχύτητα αντίδρασης, αλλά οι καταλυτικές πλευρικές αντιδράσεις τους είναι πιο προφανείς, με αποτέλεσμα την κακή θερμική σταθερότητα και το κίτρινο χρώμα του προϊόντος και γενικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο για τη σύνθεση PBT, PTT, PCT κ.λπ. Οι καταλύτες με βάση το SB δεν είναι μόνο πιο ενεργοί. Η ποιότητα του προϊόντος είναι υψηλή επειδή οι καταλύτες με βάση το SB είναι πιο δραστήριοι, έχουν λιγότερες πλευρικές αντιδράσεις και είναι φθηνότερες. Ως εκ τούτου, έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως. Μεταξύ αυτών, οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες καταλύτες με βάση το SB είναι το τριοξείδιο αντιμονίου (SB2O3), το οξικό αντιμόνιο (SB (CH3COO) 3) κ.λπ.
Εξετάζοντας το αναπτυξιακό ιστορικό της βιομηχανίας πολυεστέρα, μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι πάνω από το 90% των φυτών πολυεστέρα στον κόσμο χρησιμοποιούν ενώσεις αντιμονίου ως καταλύτες. Μέχρι το 2000, η Κίνα είχε εισαγάγει διάφορα φυτά πολυεστέρα, τα οποία χρησιμοποίησαν ενώσεις αντιμονίου ως καταλύτες, κυρίως SB2O3 και SB (CH3COO) 3. Μέσα από τις κοινές προσπάθειες της κινεζικής επιστημονικής έρευνας, των πανεπιστημίων και των τμημάτων παραγωγής, αυτοί οι δύο καταλύτες έχουν πλέον παραχθεί πλήρως εγχώρια.
Από το 1999, η γαλλική χημική εταιρεία ELF έχει ξεκινήσει έναν καταλύτη αντιμονίου Glycol [SB2 (OCH2CH2CO) 3] ως αναβαθμισμένο προϊόν παραδοσιακών καταλυτών. Τα παραγόμενα μάρκες πολυεστέρα έχουν υψηλή λευκότητα και καλή περιστροφή, η οποία έχει προσελκύσει μεγάλη προσοχή από εγχώρια ερευνητικά ιδρύματα, επιχειρήσεις και κατασκευαστές πολυεστέρα στην Κίνα.
I. Έρευνα και εφαρμογή του αντιμονίου τριαξειδίου
Οι Ηνωμένες Πολιτείες είναι μία από τις πρώτες χώρες που παράγουν και εφαρμόζουν SB2O3. Το 1961, η κατανάλωση SB2O3 στις Ηνωμένες Πολιτείες έφτασε τους 4.943 τόνους. Στη δεκαετία του 1970, πέντε εταιρείες στην Ιαπωνία παρήγαγαν SB2O3 με συνολική παραγωγική ικανότητα 6.360 τόνων ετησίως.
Οι κύριες μονάδες έρευνας και ανάπτυξης SB2O3 της Κίνας συγκεντρώνονται κυρίως σε πρώην κρατικές επιχειρήσεις στην επαρχία Χουνάν και τη Σαγκάη. Tech Urbanmines. Η Limited έχει επίσης δημιουργήσει μια επαγγελματική γραμμή παραγωγής στην επαρχία Hunan.
(ΕΓΩ). Μέθοδος για την παραγωγή αντιμονίου τρίδιο
Η κατασκευή του SB2O3 χρησιμοποιεί συνήθως μεταλλεύμα σουλφιδίου αντιμόνιο ως πρώτη ύλη. Το αντιμόνιο μετάλλου παρασκευάζεται για πρώτη φορά και στη συνέχεια το SB2O3 παράγεται χρησιμοποιώντας μεταλλικό αντιμόνιο ως πρώτη ύλη.
Υπάρχουν δύο κύριες μέθοδοι για την παραγωγή SB2O3 από μεταλλικό αντιμόνιο: άμεση οξείδωση και αποσύνθεση αζώτου.
1. Μέθοδος άμεσης οξείδωσης
Το μεταλλικό αντιμόνιο αντιδρά με οξυγόνο υπό θέρμανση για να σχηματίσει SB2O3. Η διαδικασία αντίδρασης έχει ως εξής:
4SB ＋ 3O2 ＝＝ 2SB2O3
2. Αμμόλυση
Το αντιμονικό μέταλλο αντιδρά με χλώριο για να συνθέσει το τριχλωρίδιο αντιμονίου, το οποίο στη συνέχεια αποστάζεται, υδρολύεται, αμολυολυμένο, πλυμένο και αποξηραμένο για να ληφθεί το τελικό προϊόν SB2O3. Η βασική εξίσωση αντίδρασης είναι:
2SB ＋ 3CL2 ＝＝ 2SBCL3
SBCL3 ＋ H2O ＝＝ SBOCL ＋ 2HCL
4SBOCL ＋ H2O ＝＝ SB2O3 · 2SBOCL ＋ 2HCL
SB2O3 · 2SBOCL ＋ OH ＝＝ 2SB2O3 ＋ 2NH4CL ＋ H2O
(Ii). Χρήσεις του τριαξειδίου αντιμονίου
Η κύρια χρήση του τριαξειδίου αντιμονίου είναι ως καταλύτης για πολυμεράση και επιβραδυντικό φλόγας για συνθετικά υλικά.
Στη βιομηχανία πολυεστέρα, το SB2O3 χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά ως καταλύτης. Το SB2O3 χρησιμοποιείται κυρίως ως καταλύτης πολυσυμπύνδεσης για τη διαδρομή DMT και την πρώιμη διαδρομή PTA και γενικά χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με H3PO4 ή τα ένζυμα.
(Iii). Προβλήματα με τριοξείδιο αντιμονίου
Το SB2O3 έχει κακή διαλυτότητα στην αιθυλενογλυκόλη, με διαλυτότητα μόνο 4,04% στους 150 ° C. Επομένως, όταν η αιθυλενογλυκόλη χρησιμοποιείται για την παρασκευή του καταλύτη, το SB2O3 έχει κακή διασπορά, η οποία μπορεί εύκολα να προκαλέσει υπερβολικό καταλύτη στο σύστημα πολυμερισμού, να παράγει κυκλικά τριμερή υψηλού επιπέδου και να προκαλέσει δυσκολίες στην περιστροφή. Για να βελτιωθεί η διαλυτότητα και η διασπορά του SB2O3 στην αιθυλενογλυκόλη, υιοθετείται γενικά για τη χρήση υπερβολικής αιθυλενογλυκόλης ή την αύξηση της θερμοκρασίας διάλυσης σε πάνω από 150 ° C. Ωστόσο, πάνω από 120 ° C, SB2O3 και αιθυλενογλυκόλη μπορεί να παράγουν βροχοπτώσεις αντιμονίου αιθυλενογλυκόλης όταν δρουν μαζί για μεγάλο χρονικό διάστημα και το SB2O3 μπορεί να μειωθεί σε μεταλλικό αντιμόνιο στην αντίδραση πολυσυμπωδίωσης, η οποία μπορεί να προκαλέσει "ομίχλη" σε μάρκες πολυεστέρα και να επηρεάσει την ποιότητα των προϊόντων.
Ii. Έρευνα και εφαρμογή οξικού αντιμονίου
Μέθοδος παρασκευής οξικού αντιμονίου
Καταρχάς, παρασκευάστηκε οξικό αντιμόνιο αντιδρώντας αντιμόνιο με οξικό οξύ και ο οξικός ανυδρίτης χρησιμοποιήθηκε ως παράγοντας αφυδάτωσης για να απορροφήσει το νερό που παράγεται από την αντίδραση. Η ποιότητα του τελικού προϊόντος που ελήφθη με αυτή τη μέθοδο δεν ήταν υψηλή και χρειάστηκαν περισσότερες από 30 ώρες για να διαλύεται το τριοξείδιο του αντιμονίου σε οξικό οξύ. Αργότερα, το οξικό αντιμόνιο παρασκευάστηκε με αντιδρώντας αντιμόνιο μετάλλου, τριχλωρίδιο αντιμόνιο ή τριοξείδιο του αντιμονίου με οξικό ανυδρίτη, χωρίς την ανάγκη για έναν παράγοντα αφυδάτωσης.
1. Μέθοδος τριχλωριούχου αντιμονίου
Το 1947, οι H. Schmidt et αϊ. Στη Δυτική Γερμανία προετοίμασε SB (CH3COO) 3 αντιδρώντας SBCL3 με οξικό ανυδρίτη. Ο τύπος αντίδρασης έχει ως εξής:
SBCL3+3 (CH3CO) 2O == SB (CH3COO) 3+3CH3COCL
2. Μέθοδος μέταλλο αντιμόνιο
Το 1954, η Tapaybea της πρώην Σοβιετικής Ένωσης προετοίμασε SB (CH3COO) 3 αντιδρώντας μεταλλικό αντιμόνιο και υπεροξυακετυλικό σε διάλυμα βενζολίου. Ο τύπος αντίδρασης είναι:
SB ＋ (CH3COO) 2 == SB (CH3COO) 3
3. Μέθοδος αντιμονίου τριαξειδίου
Το 1957, ο F. Nerdel της Δυτικής Γερμανίας χρησιμοποίησε το SB2O3 για να αντιδράσει με οξικό ανυδρίτη για την παραγωγή SB (CH3COO) 3.
SB2O3 ＋ 3 (CH3CO) 2O ＝＝ 2SB (CH3COO) 3
Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι οι κρύσταλλοι τείνουν να συσσωματώνονται σε μεγάλα κομμάτια και να κολλήσουν σταθερά στο εσωτερικό τοίχωμα του αντιδραστήρα, με αποτέλεσμα την κακή ποιότητα του προϊόντος και το χρώμα.
4. Μέθοδος διαλύτη τριαξειδίου αντιμονίου
Για να ξεπεραστούν οι ελλείψεις της παραπάνω μεθόδου, συνήθως προστίθεται ένας ουδέτερος διαλύτης κατά τη διάρκεια της αντίδρασης του SB2O3 και του οξικού ανυδρίτη. Η συγκεκριμένη μέθοδος προετοιμασίας έχει ως εξής:
(1) Το 1968, ο R. Thoms της American Mosun Chemical Company δημοσίευσε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την παρασκευή οξικού αντιμονίου. Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας χρησιμοποίησε ξυλόλιο (Ο-, Μ-, ρ-ξυλένιο ή μίγμα αυτών) ως ουδέτερο διαλύτη για την παραγωγή λεπτών κρυστάλλων οξικού αντιμονίου.
(2) Το 1973, η Τσεχική Δημοκρατία εφευρέθηκε μια μέθοδος για την παραγωγή λεπτού οξικού αντιμονίου χρησιμοποιώντας το τολουόλιο ως διαλύτη.
Iii. Σύγκριση τριών καταλυτών με βάση το αντιμόνιο
| Τριαξίδιο αντιμονίου | Οξικό αντιμόνιο | Γλυκολικό αντιμόνιο | |
| Βασικές ιδιότητες | Κοινώς γνωστό ως λευκό αντιμόνιο, μοριακός τύπος SB 2 O 3, μοριακό βάρος 291.51, λευκή σκόνη, σημείο τήξης 656 ℃. Το θεωρητικό περιεχόμενο αντιμονίου είναι περίπου 83,53 %. Σχετική πυκνότητα 5.20g/ml. Διαλυτό σε συμπυκνωμένο υδροχλωρικό οξύ, συμπυκνωμένο θειικό οξύ, συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ, τρυγικό οξύ και αλκαλικό διάλυμα, αδιάλυτο σε νερό, αλκοόλ, αραιωμένο θειικό οξύ. | Μοριακός τύπος SB (AC) 3, μοριακό βάρος 298.89, θεωρητικό περιεχόμενο αντιμόνιο περίπου 40,74 %, σημείο τήξης 126-131 ℃, πυκνότητα 1,22g/ml (25 ℃), λευκή ή λευκή σκόνη, εύκολα διαλυτό σε αιθυλενογλυκόλη, τολουόλιο και ξυλένιο. | Μοριακός τύπος SB 2 (π.χ.) 3, το μοριακό βάρος είναι περίπου 423,68, το σημείο τήξης είναι ＞ 100 ℃ (dec.), Το θεωρητικό περιεχόμενο αντιμονίου είναι περίπου 57,47 %. Είναι εύκολα διαλυτό στην αιθυλενογλυκόλη. |
| Μέθοδος και τεχνολογία σύνθεσης | Που συντίθεται κυρίως με τη μέθοδο 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 / Iron / Limestone → Θέρμανση και καπνιστή → | Η βιομηχανία χρησιμοποιεί κυρίως τη μέθοδο SB 2 O 3 -Solvent για σύνθεση: SB2O3 ＋ 3 (CH3CO) 2O → 2SB (AC) 3Process: Η παλινδρόμηση θέρμανσης → Hot Filtration → Crystallization → Stafuum ξήρανση → ProductNote: SB (AC) Να είστε σε υγρή κατάσταση και ο εξοπλισμός παραγωγής πρέπει επίσης να είναι ξηρό. | Η βιομηχανία χρησιμοποιεί κυρίως τη μέθοδο SB 2 O 3 για να συνθέσει: SB 2 O 3 +3EG → SB 2 (π.χ.) 3 +3H 2 OPROCESS: Τροφίμων (SB 2 O 3, Additives και EG) → Θέρμανση και αντίδραση πίεσης → Removing Slag, Impurities και Water → Detlorization → Hot Preadation → Cooling Production Η διαδικασία πρέπει να απομονωθεί από το νερό για να αποφευχθεί η υδρόλυση. Αυτή η αντίδραση είναι μια αναστρέψιμη αντίδραση και γενικά η αντίδραση προωθείται χρησιμοποιώντας υπερβολική αιθυλενογλυκόλη και αφαίρεση του νερού του προϊόντος. |
| Πλεονέκτημα | Η τιμή είναι σχετικά φθηνή, είναι εύκολο στη χρήση, έχει μέτρια καταλυτική δραστηριότητα και σύντομο χρόνο πολυσυμπύνησης. | Το οξικό αντιμόνιο έχει καλή διαλυτότητα στην αιθυλενογλυκόλη και είναι ομοιόμορφα διασκορπισμένη σε αιθυλενογλυκόλη, η οποία μπορεί να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα της χρήσης του αντιμόνιο, το οξικό αντιμόνιο έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής καταλυτικής δραστικότητας, της μικρότερης αποικοδόμησης, της καλής αντοχής στη θερμότητα και της σταθερότητας της επεξεργασίας. Ταυτόχρονα, η χρήση οξικού αντιμονίου ως καταλύτη δεν απαιτεί την προσθήκη συν-καταλύτη και σταθεροποιητή. Η αντίδραση του καταλυτικού συστήματος οξικού αντιμονίου είναι σχετικά ήπια και η ποιότητα του προϊόντος είναι υψηλή, ειδικά το χρώμα, το οποίο είναι καλύτερο από αυτό του συστήματος αντιμονίου τριαξειδίου (SB 2 Ο 3). | Ο καταλύτης έχει υψηλή διαλυτότητα στην αιθυλενογλυκόλη. Το μηδενικό-valent αντιμόνιο αφαιρείται και οι ακαθαρσίες όπως τα μόρια σιδήρου, τα χλωρίδια και τα θειικά που επηρεάζουν την πολυσυμπύκνωση μειώνονται στο χαμηλότερο σημείο, η εξάλειψη του προβλήματος του οξικού ιόντος διάβρωσης στο εξοπλισμό, SB 3+ σε SB 2 (π.χ. Η ποσότητα του SB 3+ που παίζει καταλυτικό ρόλο είναι μεγαλύτερη. Το χρώμα του προϊόντος πολυεστέρα που παράγεται από το SB 2 (π.χ.) είναι καλύτερο από αυτό του SB 2 O 3 ελαφρώς υψηλότερο από το πρωτότυπο, καθιστώντας το προϊόν να φαίνεται πιο φωτεινό και πιο λευκό. |
| Μειονέκτημα | Η διαλυτότητα στην αιθυλενογλυκόλη είναι φτωχή, μόνο 4,04% στους 150 ° C. Στην πράξη, η αιθυλενογλυκόλη είναι υπερβολική ή η θερμοκρασία διάλυσης αυξάνεται σε πάνω από 150 ° C. Ωστόσο, όταν το SB 2 O 3 αντιδρά με αιθυλενογλυκόλη για μεγάλο χρονικό διάστημα στους πάνω από 120 ° C, μπορεί να εμφανιστεί η βροχόπτωση αντιμονίου αιθυλενογλυκόλης και το SB 2 Ο 3 μπορεί να μειωθεί σε μεταλλική σκάλα στην αντίδραση πολυκυνθέσεως, η οποία μπορεί να προκαλέσει "γκρι ομίχλη" σε μάρκες πολυεστέρα και να επηρεάζει την ποιότητα των προϊόντων. Το φαινόμενο των πολυτελών οξειδίων αντιμονίου εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της παρασκευής του SB 2 Ο3 και επηρεάζεται η αποτελεσματική καθαρότητα του αντιμονίου. | Το περιεχόμενο αντιμονίου του καταλύτη είναι σχετικά χαμηλό. Οι ακαθαρσίες οξικού οξέος εισήγαγαν εξοπλισμό διαβρώσεως, μολύνουν το περιβάλλον και δεν ευνοούν την επεξεργασία λυμάτων. Η διαδικασία παραγωγής είναι πολύπλοκη, οι συνθήκες λειτουργικού περιβάλλοντος είναι κακές, υπάρχει ρύπανση και το προϊόν είναι εύκολο να αλλάξει το χρώμα. Είναι εύκολο να αποσυντεθεί όταν θερμαίνεται και τα προϊόντα υδρόλυσης είναι SB2O3 και CH3COOH. Ο χρόνος παραμονής του υλικού είναι μακρύς, ειδικά στο τελικό στάδιο πολυσυμπύνησης, το οποίο είναι σημαντικά υψηλότερο από το σύστημα SB2O3. | Η χρήση του SB 2 (π.χ.) αυξάνει το κόστος καταλύτη της συσκευής (η αύξηση του κόστους μπορεί να αντισταθμιστεί μόνο εάν το 25% του ΡΕΤ χρησιμοποιείται για την αυτοπεποίθηση των νηματίων). Επιπλέον, η τιμή Β της απόχρωσης του προϊόντος αυξάνεται ελαφρώς. |