Poliestera (PET) fibro estas la plej granda vario de sinteza fibro. Vestaĵoj faritaj el poliestera fibro estas komforta, klara, facile lavi kaj rapide sekiĝi. Poliestero ankaŭ estas vaste uzata kiel krudaĵo por pakado, industriaj fadenoj kaj inĝenieraj plastoj. Kiel rezulto, poliestero rapide disvolviĝis tutmonde, pliiĝante kun meza jara rapideco de 7% kaj kun granda produktado.
Poliestera produktado povas esti dividita en vojon de dimetil tereftalato (DMT) kaj vojon de tereftala acida (PTA) laŭ proceza vojo kaj povas esti dividita en intermita procezo kaj kontinua procezo laŭ operacio. Sendepende de la produktadproceza vojo adoptita, la polikondensiga reago postulas la uzon de metalaj komponaĵoj kiel kataliziloj. La polikondensiga reago estas ŝlosila paŝo en la poliestera produktadprocezo, kaj la polikondensa tempo estas la botelkolo por plibonigi la rendimenton. La plibonigo de la katalizila sistemo estas grava faktoro por plibonigi la kvaliton de poliestero kaj mallongigi la polikondensan tempon.
UrbanMines Tech. Limited estas ĉefa ĉina kompanio specialigita pri R&D, produktado kaj liverado de poliestera katalizila antimona trioksido, antimona acetato kaj antimona glikolo. Ni faris profundan esploradon pri ĉi tiuj produktoj—la R&D-sekcio de UrbanMines nun resumas la esploradon kaj aplikon de antimono-kataliziloj en ĉi tiu artikolo por helpi niajn klientojn flekseble apliki, optimumigi produktadajn procezojn kaj provizi ampleksan konkurencivon de poliestera fibro-produktoj.
Enlandaj kaj eksterlandaj akademiuloj ĝenerale opinias, ke poliestera polikondensiĝo estas ĉena etendreago, kaj la kataliza mekanismo apartenas al kelatkunordigo, kiu postulas, ke la katalizila metalatomo provizi malplenajn orbitalojn por kunordigi kun la arka paro de elektronoj de karbonila oksigeno por atingi la celon de. katalizo. Por polikondensado, ĉar la elektronnuba denseco de karbonila oksigeno en la hidroksietil-estera grupo estas relative malalta, la elektronegativeco de metalaj jonoj estas relative alta dum kunordigo, por faciligi kunordigon kaj ĉen-etendiĝon.
La jenaj povas esti uzataj kiel poliesterkataliziloj: 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 kaj aliaj metalaj oksidoj, alkoholatoj, karboksilatoj, boratoj, halogenidoj kaj aminoj, ureoj, guanidinoj, sulfur-enhavantaj organikaj komponaĵoj. Tamen, la kataliziloj kiuj estas nuntempe uzitaj kaj studitaj en industria produktado estas plejparte Sb, Ge, kaj Ti-seriokunmetaĵoj. Granda nombro da studoj montris, ke: Ge-bazitaj kataliziloj havas malpli da flankaj reagoj kaj produktas altkvalitan PET, sed ilia agado ne estas alta, kaj ili havas malmultajn rimedojn kaj estas multekostaj; Ti-bazitaj kataliziloj havas altan agadon kaj rapidan reakcian rapidecon, sed iliaj katalizaj flankaj reagoj estas pli evidentaj, rezultigante malbonan termikan stabilecon kaj flavan koloron de la produkto, kaj ili ĝenerale povas esti uzataj nur por la sintezo de PBT, PTT, PCT, ktp.; Sb-bazitaj kataliziloj ne nur estas pli aktivaj. La produktkvalito estas alta ĉar Sb-bazitaj kataliziloj estas pli aktivaj, havas malpli da flankreagoj, kaj estas pli malmultekostaj. Tial ili estis vaste uzataj. Inter ili, la plej ofte uzataj Sb-bazitaj kataliziloj estas antimona trioksido (Sb2O3), antimona acetato (Sb(CH3COO)3), ktp.
Rigardante la evoluhistorion de la poliestera industrio, ni povas trovi, ke pli ol 90% de la poliestera plantoj en la mondo uzas antimoniajn komponaĵojn kiel katalizilojn. Ĝis 2000, Ĉinio enkondukis plurajn poliesterplantojn, ĉiuj el kiuj uzis antimono-kunmetaĵojn kiel katalizilojn, plejparte Sb2O3 kaj Sb(CH3COO)3. Per la komuna klopodo de ĉinaj sciencaj esploroj, universitatoj kaj produktadsekcioj, ĉi tiuj du kataliziloj nun estas plene enlande produktitaj.
Ekde 1999, franca kemia firmao Elf lanĉis antimona glikolon [Sb2 (OCH2CH2CO) 3] katalizilon kiel ĝisdatigita produkto de tradiciaj kataliziloj. La poliestera blatoj produktitaj havas altan blankecon kaj bonan ŝpineblecon, kio altiris grandan atenton de hejmaj katalizilaj esplorinstitucioj, entreprenoj kaj poliestera fabrikantoj en Ĉinio.
I. Esplorado kaj aplikado de antimona trioksido
Usono estas unu el la plej fruaj landoj por produkti kaj apliki Sb2O3. En 1961, la konsumo de Sb2O3 en Usono atingis 4 943 tunojn. En la 1970-aj jaroj, kvin firmaoj en Japanio produktis Sb2O3 kun totalproduktadkapacito de 6,360 tunoj je jaro.
La ĉefaj esplor- kaj disvolvaj unuoj de Ĉinio Sb2O3 estas ĉefe koncentritaj en iamaj ŝtataj entreprenoj en Hunan-provinco kaj Ŝanhajo. UrbanMines Tech. Limited ankaŭ establis profesian produktan linion en la provinco Hunan.
(mi). Metodo por produkti antimona trioksido
La fabrikado de Sb2O3 kutime uzas antimona sulfidercon kiel krudmaterialon. Metala antimono unue estas preparita, kaj poste Sb2O3 estas produktita uzante metalan antimonion kiel krudmaterialon.
Ekzistas du ĉefaj metodoj por produkti Sb2O3 el metala antimono: rekta oksigenado kaj nitrogenputriĝo.
1. Rekta oxidada metodo
Metalantimono reagas kun oksigeno sub varmigado por formi Sb2O3. La reakcia procezo estas kiel sekvas:
4Sb＋3O2＝＝2Sb2O3
2. Amonolizo
Antimona metalo reagas kun kloro por sintezi antimona trikloridon, kiu tiam estas distilita, hidroligita, amonolizita, lavita kaj sekigita por akiri la pretan Sb2O3-produkton. La baza reakcia ekvacio estas:
2Sb＋3Cl2＝＝2SbCl3
SbCl3＋H2O＝＝SbOCl＋2HCl
4SbOCl＋H2O＝＝Sb2O3·2SbOCl＋2HCl
Sb2O3·2SbOCl＋OH＝＝2Sb2O3＋2NH4Cl＋H2O
(II). Uzoj de antimona trioksido
La ĉefa uzo de antimona trioksido estas kiel katalizilo por polimerazo kaj kontraŭflamo por sintezaj materialoj.
En la poliestera industrio, Sb2O3 unue estis utiligita kiel katalizilo. Sb2O3 estas plejparte utiligita kiel polikondensadkatalizilo por la DMT-itinero kaj la frua PTA-itinero kaj estas ĝenerale uzita en kombinaĵo kun H3PO4 aŭ ĝiaj enzimoj.
(III). Problemoj kun antimona trioksido
Sb2O3 havas malbonan solveblecon en etilenglikolo, kun solvebleco de nur 4.04% je 150 °C. Tial, kiam etilenglikolo estas uzata por prepari la katalizilon, Sb2O3 havas malbonan disvastigeblecon, kiu povas facile kaŭzi troan katalizilon en la polimeriga sistemo, generi alt-fandpunktojn ciklajn trimerojn kaj alporti malfacilaĵojn al turnado. Por plibonigi la solveblecon kaj disvastigeblecon de Sb2O3 en etilenglikolo, estas ĝenerale adoptite uzi troan etilenglikol aŭ pliigi la dissolvtemperaturon super 150 °C. Tamen, super 120 °C, Sb2O3 kaj etilenglikolo povas produkti etilenglikola antimona precipitaĵo kiam ili agas kune dum longa tempo, kaj Sb2O3 povas esti reduktita al metala antimono en la polikondensiga reago, kiu povas kaŭzi "nebulon" en poliestera blatoj kaj influi. produkta kvalito.
II. Esplorado kaj apliko de antimona acetato
Prepara metodo de antimona acetato
Komence, antimona acetato estis preparita reagante antimona trioksido kun acetacido, kaj aceta anhidrido estis utiligita kiel dehidratiga agento por sorbi la akvon generitan per la reago. La kvalito de la finita produkto akirita per ĉi tiu metodo ne estis alta, kaj daŭris pli ol 30 horojn por ke antimona trioksido solviĝu en acetacido. Poste, antimona acetato estis preparita reagante metalantimono, antimona triklorido aŭ antimona trioksido kun aceta anhidrido, sen la bezono de dehidratiga agento.
1. Metodo de triclorido de antimono
En 1947, H. Schmidt et al. en Okcidenta Germanujo preparis Sb(CH3COO)3 reagante SbCl3 kun aceta anhidrido. La reagformulo estas kiel sekvas:
SbCl3+3(CH3CO)2O==Sb(CH3COO)3+3CH3COCl
2. Antimona metala metodo
En 1954, TAPaybea de la antaŭa Sovetunio preparis Sb(CH3COO)3 reagante metalan antimonion kaj peroksiacetilon en benzensolvo. La reakcia formulo estas:
Sb＋(CH3COO)2==Sb(CH3COO)3
3. Antimona trioksida metodo
En 1957, F. Nerdel de Okcidenta Germanujo uzis Sb2O3 por reagi kun aceta anhidrido por produkti Sb(CH3COO)3.
Sb2O3＋3（CH3CO）2O＝＝2Sb（CH3COO）3
La malavantaĝo de ĉi tiu metodo estas, ke la kristaloj tendencas kuniĝi en grandajn pecojn kaj algluiĝi firme al la interna muro de la reaktoro, rezultigante malbonan produktokvaliton kaj koloron.
4. Antimona trioksida solventa metodo
Por venki la mankojn de ĉi-supra metodo, neŭtrala solvilo estas kutime aldonita dum la reago de Sb2O3 kaj aceta anhidrido. La specifa preparmetodo estas kiel sekvas:
(1) En 1968, R. Thoms de la amerika Mosun Chemical Company publikigis patenton pri la preparado de antimona acetato. La patento uzis xilenon (o-, m-, p-ksileno, aŭ miksaĵon de tio) kiel neŭtralan solvilon por produkti bonajn kristalojn de antimonacetato.
(2) En 1973, Ĉeĥio inventis metodon por produkti bonan antimonacetaton uzante toluenon kiel solvilo.
III. Komparo de tri antimoni-bazitaj kataliziloj
| Antimona trioksido | Antimona Acetato | Glikolato de Antimona | |
| Bazaj Propraĵoj | Komune konata kiel antimono blanka, molekula formulo Sb 2 O 3 , molekula pezo 291,51 , blanka pulvoro, fandpunkto 656 ℃ . Teoria antimona enhavo estas ĉirkaŭ 83,53 %. Relativa denseco 5,20 g/ml. Solvebla en koncentrita klorida acido, koncentrita sulfata acido, koncentrita nitrata acido, tartara acido kaj alkala solvo, nesolvebla en akvo, alkoholo, diluita sulfata acido. | Molekula formulo Sb(AC) 3 , molekula pezo 298,89 , teoria antimono enhavo ĉirkaŭ 40,74 %, fandpunkto 126-131 ℃ , denseco 1,22 g/ml (25 ℃), blanka aŭ malblanka pulvoro, facile solvebla en etilenglikolo, kaj xileno. | Molekula formulo Sb 2 (EG) 3 , La molekula pezo estas ĉirkaŭ 423,68, la fandpunkto estas ＞ 100 ℃ (dec.), la teoria enhavo de antimono estas ĉirkaŭ 57,47 %, la aspekto estas blanka kristala solido, netoksa kaj sengusta, facile sorbi humidon. Ĝi estas facile solvebla en etilenglikolo. |
| Sinteza Metodo kaj Teknologio | Ĉefe sintezita per stibnite-metodo: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 3Noto: Stibnito / Fererco / Kalkŝtono → Hejtado kaj Fumado → Kolekto | La industrio ĉefe uzas Sb 2 O 3 -solventan metodon por sintezo: Sb2O3 ＋ 3 ( CH3CO ) 2O→ 2Sb(AC) 3Procezo: hejtado refluo → varma filtrado → kristaliĝo → vakua sekigado → produktoNoto: Sb (AC) 3 estas facile hidrolizita, do la neŭtrala solventa tolueno aŭ xileno uzata devas esti anhidra, Sb 2 O 3 ne povas esti en malseka stato, kaj la produktada ekipaĵo ankaŭ devas esti seka. | La industrio ĉefe uzas la metodon Sb 2 O 3 por sintezi:Sb 2 O 3 +3EG→Sb 2 (EG) 3 +3H 2 OProcezo: Nutrado (Sb 2 O 3 , aldonaĵoj kaj EG) → hejtado kaj prema reago → forigo de skorio , malpuraĵoj kaj akvo → senkolorigo → varma filtrado → malvarmigo kaj kristaliĝo → apartigo kaj sekiĝo → produktoNoto: La produktada procezo devas esti izolita de akvo por malhelpi hidrolizon. Ĉi tiu reago estas reigebla reago, kaj ĝenerale la reago estas antaŭenigita uzante troan etilenglikolo kaj forigante la produktoakvon. |
| Avantaĝo | La prezo estas relative malmultekosta, ĝi estas facile uzebla, havas moderan katalizan aktivecon kaj mallongan polikondensan tempon. | Antimona acetato havas bonan solveblecon en etilenglikolo kaj estas egale disigita en etilenglikolo, kiu povas plibonigi la utiligan efikecon de antimono; Antimona acetato havas la karakterizaĵojn de alta kataliza agado, malpli da degrada reago, bona varmorezisto kaj prilabora stabileco; Samtempe, uzi antimona acetaton kiel katalizilon ne postulas la aldonon de kunkatalizilo kaj stabiligilo. La reago de la kataliza sistemo de antimona acetato estas relative milda, kaj la produkta kvalito estas alta, precipe la koloro, kiu estas pli bona ol tiu de la sistemo de antimona trioksido (Sb 2 O 3 ). | La katalizilo havas altan solveblecon en etilenglikolo; nul-valenta antimono estas forigita, kaj malpuraĵoj kiel feraj molekuloj, kloridoj kaj sulfatoj kiuj influas polikondensadon estas reduktitaj al la plej malalta punkto, forigante la problemon de acetatjonkorodo sur ekipaĵo; Sb 3+ en Sb 2 (EG) 3 estas relative alta. , kio povas esti ĉar ĝia solvebleco en etilenglikolo ĉe la reakcia temperaturo estas pli granda ol tiu de Sb 2 O 3 Kompare kun Sb(AC) 3 , la kvanto de Sb 3+ kiu ludas katalizan rolon estas pli granda. La koloro de la poliestera produkto produktita de Sb 2 (EG) 3 estas pli bona ol tiu de Sb 2 O 3 Iomete pli alta ol la originalo, igante la produkton aspekti pli brila kaj pli blanka; |
| Malavantaĝo | La solvebleco en etilenglikolo estas malbona, nur 4.04% je 150 °C. En praktiko, etilenglikolo estas troa aŭ la dissolvtemperaturo pliiĝas al super 150 °C. Tamen, kiam Sb 2 O 3 reagas kun etilenglikolo por longa tempo super 120 °C, etilenglikola antimona precipitaĵo povas okazi, kaj Sb 2 O 3 povas esti reduktita al metala ŝtupetaro en la polikondensadreago, kiu povas kaŭzi "grizan nebulon". " en poliestera blatoj kaj influas produktokvaliton. La fenomeno de polivalentaj antimono-oksidoj okazas dum la preparado de Sb 2 O 3 , kaj la efika pureco de antimono estas tuŝita. | La antimona enhavo de la katalizilo estas relative malalta; la acetacidaj malpuraĵoj enkondukitaj korodas ekipaĵon, poluas la medion kaj ne favoras al traktado de rubakvo; la produktada procezo estas kompleksa, la mastrumaj mediokondiĉoj estas malbonaj, estas poluado, kaj la produkto estas facile ŝanĝi koloron. Estas facile putriĝi kiam varmigite, kaj la hidrolizaj produktoj estas Sb2O3 kaj CH3COOH. La materiala loĝtempo estas longa, precipe en la fina polikondensadstadio, kiu estas signife pli alta ol la Sb2O3-sistemo. | La uzo de Sb 2 (EG) 3 pliigas la katalizilan koston de la aparato (la kostpliiĝo povas esti kompensita nur se 25% de PET estas uzata por mem-ŝpinado de filamentoj). Krome, la b-valoro de la produkta nuanco iomete pliiĝas. |