Polyester (PET) fiber is it grutste ferskaat oan syntetyske fibers. Klean makke fan polyesterfaser is noflik, skerp, maklik te waskjen en fluch te droegjen. Polyester wurdt ek in soad brûkt as grûnstof foar ferpakking, yndustriële garens, en engineering plestik. As gefolch hat polyester wrâldwiid rap ûntwikkele, tanimmend mei in gemiddelde jierlikse taryf fan 7% en mei in grutte útfier.
Polyesterproduksje kin wurde ferdield yn dimethylterephthalate (DMT) rûte en terefthalic acid (PTA) rûte yn termen fan proses rûte en kin wurde ferdield yn intermitterend proses en kontinu proses yn termen fan operaasje. Nettsjinsteande de oannommen produksjeprosesrûte fereasket de polykondensaasjereaksje it gebrûk fan metaalferbiningen as katalysatoren. De polykondensaasjereaksje is in wichtige stap yn it polyesterproduksjeproses, en de polykondensaasjetiid is de knelpunt foar it ferbetterjen fan de opbringst. De ferbettering fan it katalysatorsysteem is in wichtige faktor foar it ferbetterjen fan de kwaliteit fan polyester en it koartsjen fan de polykondensaasjetiid.
UrbanMines Tech. Limited is in liedend Sineesk bedriuw dat spesjalisearre is yn 'e R&D, produksje en oanbod fan antymoontrioxide, antymoonacetate en antymoonglycol fan polyesterkatalysatorklasse. Wy hawwe yngeand ûndersyk dien nei dizze produkten - de R&D-ôfdieling fan UrbanMines vat no it ûndersyk en tapassing fan antymoonkatalysatoren gear yn dit artikel om ús klanten te helpen fleksibel oan te passen, produksjeprosessen te optimalisearjen en in wiidweidich konkurrinsjefermogen te leverjen fan polyesterfaserprodukten.
Ynlânske en bûtenlânske gelearden leauwe oer it algemien dat polyester polykondensaasje in kettingferlingingsreaksje is, en it katalytyske meganisme heart ta chelaasjekoördinaasje, wat fereasket dat it katalysatormetaalatoom lege orbitalen leveret om te koördinearjen mei it bôgepaar elektroanen fan karbonylsoerstof om it doel te berikken katalysis. Foar polykondensaasje, om't de tichtens fan 'e elektroanenwolk fan karbonylsoerstof yn' e hydroxyethylestergroep relatyf leech is, is de elektronegativiteit fan metaalionen relatyf heech by koördinaasje, om koördinaasje en kettingferlinging te fasilitearjen.
De folgjende kinne brûkt wurde as polyester katalysatoren: 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 en oare metaaloksiden, alkoholaten, karboksylaten, boraten, halogeniden en amines, ureas, guanidinen, swevelbefettende organyske ferbiningen. De katalysatoren dy't op it stuit wurde brûkt en studearre yn yndustriële produksje binne lykwols benammen Sb-, Ge- en Ti-rige ferbiningen. In grut oantal stúdzjes hawwe sjen litten dat: Ge-basearre katalysatoren hawwe minder kant reaksjes en produsearje hege-kwaliteit PET, mar harren aktiviteit is net heech, en se hawwe pear middels en binne djoer; Ti-basearre katalysatoren hawwe hege aktiviteit en flugge reaksje snelheid, mar harren katalytic kant reaksjes binne dúdliker, resultearret yn minne termyske stabiliteit en giele kleur fan it produkt, en se kinne oer it algemien allinnich brûkt wurde foar de synteze fan PBT, PTT, PCT, ensfh.; Sb-basearre katalysatoren binne net allinich aktyf. De produktkwaliteit is heech om't Sb-basearre katalysatoren aktyf binne, minder side-reaksjes hawwe en goedkeaper binne. Dêrom binne se in soad brûkt. Under harren binne de meast brûkte Sb-basearre katalysatoren antymoantrioxide (Sb2O3), antymoonacetat (Sb(CH3COO)3), ensfh.
As wy sjogge nei de ûntwikkelingsskiednis fan 'e polyester-yndustry, kinne wy fine dat mear as 90% fan' e polyesterplanten yn 'e wrâld antymoonferbiningen brûke as katalysatoren. Tsjin 2000 hie Sina ferskate polyesterplanten yntrodusearre, dy't allegear antymoanferbiningen brûkten as katalysatoren, benammen Sb2O3 en Sb(CH3COO)3. Troch de mienskiplike ynspanningen fan Sineesk wittenskiplik ûndersyk, universiteiten en produksjeôfdielingen binne dizze twa katalysatoren no folslein yn eigen lân produsearre.
Sûnt 1999 hat it Frânske gemyske bedriuw Elf in antymoon glycol [Sb2 (OCH2CH2CO) 3] katalysator lansearre as in opwurdearre produkt fan tradisjonele katalysatoren. De produsearre polyester chips hawwe hege witheid en goede spinnability, dat hat luts grutte oandacht fan ynlânske katalysator ûndersyk ynstellings, bedriuwen, en polyester fabrikanten yn Sina.
I. Undersyk en tapassing fan antymoantrioxide
De Feriene Steaten is ien fan 'e ierste lannen om Sb2O3 te produsearjen en ta te passen. Yn 1961 berikte it konsumpsje fan Sb2O3 yn 'e Feriene Steaten 4.943 ton. Yn 'e jierren '70 produsearren fiif bedriuwen yn Japan Sb2O3 mei in totale produksjekapasiteit fan 6.360 ton per jier.
De wichtichste Sb2O3-ûndersyks- en ûntwikkeling-ienheden fan Sina binne fral konsintrearre yn eardere steatsbedriuwen yn 'e provinsje Hunan en Shanghai. UrbanMines Tech. Limited hat ek in profesjonele produksjeline oprjochte yn 'e provinsje Hunan.
(IK). Metoade foar it produsearjen fan antymoontrioxide
De fabrikaazje fan Sb2O3 brûkt meastentiids antymoon sulfide erts as grûnstof. Metal antymoan wurdt earst taret, en dan wurdt Sb2O3 produsearre mei metalen antymoan as grûnstof.
D'r binne twa haadmetoaden foar it produsearjen fan Sb2O3 út metallysk antymoan: direkte oksidaasje en stikstof ûntbining.
1. Direkte oksidaasjemetoade
Metal antymoan reagearret mei soerstof ûnder ferwaarming om Sb2O3 te foarmjen. It reaksjeproses is as folget:
4Sb＋3O2＝＝2Sb2O3
2. Ammonolyse
Antimoanmetaal reagearret mei chloor om antymoontrichloride te synthetisearjen, dat dan wurdt destillearre, hydrolysearre, ammonolysearre, wosken en droege om it fertige Sb2O3-produkt te krijen. De basis reaksje fergeliking is:
2Sb＋3Cl2＝＝＝2SbCl3
SbCl3＋H2O＝＝SbOCl＋2HCl
4SbOCl＋H2O＝＝Sb2O3·2SbOCl＋2HCl
Sb2O3·2SbOCl＋OH＝＝＝2Sb2O3＋2NH4Cl＋H2O
(II). Gebrûk fan antimoantrioxide
It wichtichste gebrûk fan antymoantrioxide is as katalysator foar polymerase en in flammefertrager foar syntetyske materialen.
Yn de polyester yndustry, Sb2O3 waard earst brûkt as katalysator. Sb2O3 wurdt benammen brûkt as polykondensaasjekatalysator foar de DMT-rûte en de iere PTA-rûte en wurdt algemien brûkt yn kombinaasje mei H3PO4 of syn enzymen.
(III). Problemen mei antymoantrioxide
Sb2O3 hat minne oplosberens yn ethylene glycol, mei in oplosberens fan mar 4,04% by 150 ° C. Dêrom, doe't ethylene glycol wurdt brûkt foar it tarieden fan de katalysator, Sb2O3 hat minne dispersibility, dat kin maklik feroarsaakje oermjittich katalysator yn de polymerization systeem, generearje hege smeltpunt cyclic trimers, en bringe swierrichheden te spinnen. Om de oplosberens en dispersibiliteit fan Sb2O3 yn ethylene glycol te ferbetterjen, wurdt it oer it algemien oannommen om oermjittich ethylene glycol te brûken of de ûntbiningstemperatuer te ferheegjen nei boppe 150 ° C. Lykwols, boppe 120 ° C, Sb2O3 en ethylene glycol kinne produsearje ethylene glycol antimoan delslach as se hannelje tegearre foar in lange tiid, en Sb2O3 kin wurde fermindere ta metallysk antymoan yn de polycondensation reaksje, dat kin feroarsaakje "mist" yn polyester chips en beynfloedzje produkt kwaliteit.
II. Undersyk en tapassing fan antymoanacetate
Tarieding metoade fan antimon acetate
Yn it earstoan waard antymoanacetate taret troch it reagearjen fan antymoontrioxide mei acetic acid, en acetic anhydride waard brûkt as in dehydrating agent te absorbearjen it wetter generearre troch de reaksje. De kwaliteit fan it klear produkt krigen troch dizze metoade wie net heech, en it duorre mear as 30 oeren foar it oplossen fan antymoon trioxide yn acetic acid. Letter waard antymoanacetate taret troch it reagearjen fan metalen antymoon, antymoantrichloride, of antymoantrioxide mei acetic anhydride, sûnder de needsaak foar in dehydratisearring.
1. Antimony trichloride metoade
Yn 1947, H. Schmidt et al. yn West-Dútslân taret Sb(CH3COO)3 troch SbCl3 te reagearjen mei acetic anhydride. De reaksje formule is as folget:
SbCl3+3(CH3CO)2O==Sb(CH3COO)3+3CH3COCl
2. Antimony metal metoade
Yn 1954 makke TAPaybea fan 'e eardere Sovjet-Uny Sb(CH3COO)3 troch it reagearjen fan metallysk antymoan en peroksyacetyl yn in benzene-oplossing. De reaksje formule is:
Sb＋(CH3COO)2==Sb(CH3COO)3
3. Antimony trioxide metoade
Yn 1957 brûkte F. Nerdel fan West-Dútslân Sb2O3 om te reagearjen mei acetic anhydride om Sb(CH3COO)3 te meitsjen.
Sb2O3＋3（CH3CO）2O＝＝2Sb（CH3COO）3
It neidiel fan dizze metoade is dat de kristallen de neiging hawwe om yn grutte stikken te aggregearjen en stevich oan 'e binnenmuorre fan' e reaktor te plakjen, wat resulteart yn minne produktkwaliteit en kleur.
4. Antimony trioxide solvent metoade
Om de tekoarten fan 'e boppesteande metoade te oerwinnen, wurdt normaal in neutraal solvent tafoege yn' e reaksje fan Sb2O3 en acetic anhydride. De spesifike metoade foar tarieding is as folget:
(1) Yn 1968 publisearre R. Thoms fan 'e Amerikaanske Mosun Chemical Company in oktroai op 'e tarieding fan antymoonacetat. It oktroai brûkte xyleen (o-, m-, p-xyleen, of in mingsel dêrfan) as in neutraal oplosmiddel om fyne kristallen fan antymoonacetate te meitsjen.
(2) Yn 1973 hat de Tsjechyske Republyk in metoade útfûn foar it produsearjen fan fyn antymoonacetate mei toluene as solvent.
III. Fergeliking fan trije antymoon-basearre katalysatoren
| Antimoan trioxide | Antimony acetate | Antimony Glycolate | |
| Basis Eigenskippen | Algemien bekend as antymoon wyt, molekulêre formule Sb 2 O 3, molekulêre gewicht 291,51, wyt poeder, smeltpunt 656 ℃. Teoretyske antymoanynhâld is sawat 83,53%. Relative tichtens 5.20g/ml. Oplosber yn konsintrearre hydrochloric acid, konsintrearre sulfuric acid, konsintrearre nitric acid, tartaric acid en alkaline oplossing, ûnoplosber yn wetter, alkohol, verdunde sulfuric acid. | Molekulêre formule Sb(AC)3, molekulêr gewicht 298,89, teoretyske antymoanynhâld sawat 40,74%, rimpelpunt 126-131 ℃, tichtens 1,22g/ml (25 ℃), wyt of off-wyt poeder, maklik oplosber yn ethylene glycol, tolueenglycol en xyleen. | Molekulêre formule Sb 2 (EG) 3, It molekulêre gewicht is sawat 423.68, it rylpunt is ＞ 100 ℃ (dec.), de teoretyske antymoanynhâld is sawat 57,47%, it uterlik is wyt kristallijn fêst, net-fergiftich en smaakleas, maklik te absorbearjen focht. It is maklik oplosber yn ethylene glycol. |
| Synteze metoade en technology | Foaral synthesized troch stibnite metoade: 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 3Opmerking: Stibnite / Izererts / Ferwaarming en fuming → Samling | De yndustry brûkt benammen Sb 2 O 3 -solventmetoade foar synteze: Sb2O3 ＋ 3 (CH3CO ) 2O→ 2Sb(AC) 3Proses: ferwaarming reflux → hjitte filtraasje → kristallisaasje → fakuümdrogen → produktOpmerking: Sb(AC) 3 is maklik hydrolyzed, sadat de neutrale solvent toluene of xylene brûkt moat wêze anhydrous, Sb 2 O 3 kin net wêze yn in wiete steat, en de produksje apparatuer moat ek wêze droech. | De yndustry brûkt benammen de Sb 2 O 3 metoade foar synthesize: Sb 2 O 3 + 3EG → Sb 2 (EG) 3 + 3H 2 OProses: Feeding (Sb 2 O 3, tafoegings en EG) → ferwaarming en druk reaksje → fuortsmite slakken , ûnreinheden en wetter → ûntkleuring → hjitte filtraasje → koeling en kristallisaasje → skieding en droegjen → produkt Opmerking: It produksjeproses moat isolearre wurde fan wetter om hydrolyse te foarkommen. Dizze reaksje is in omkearbere reaksje, en yn 't algemien wurdt de reaksje befoardere troch it brûken fan oerstallige ethylene glycol en it fuortheljen fan it produktwetter. |
| Foardiel | De priis is relatyf goedkeap, it is maklik te brûken, hat matige katalytyske aktiviteit en koarte polykondensaasjetiid. | Antimony acetate hat goede oplosberens yn ethylene glycol en is evenredich ferspraat yn ethylene glycol, dat kin ferbetterje it benutten effisjinsje fan antymoan; Antimony acetate hat de skaaimerken fan hege catalytic aktiviteit, minder degradaasje reaksje, goede waarmte ferset en ferwurkjen stabiliteit; Tagelyk is it brûken fan antymoonacetate as katalysator net de tafoeging fan in ko-katalysator en in stabilisator nedich. De reaksje fan it antymoanacetate-katalytyske systeem is relatyf myld, en de produktkwaliteit is heech, benammen de kleur, dy't better is as dy fan it antymoantrioxide (Sb 2 O 3 ) systeem. | De katalysator hat in hege oplosberens yn ethylene glycol; nul-valent antymoan wurdt fuorthelle, en ûnreinheden lykas izeren molekulen, chlorides en sulfates dy't beynfloedzje polycondensation wurde fermindere nei it leechste punt, elimineren it probleem fan acetate ion corrosie op apparatuer; Sb 3+ yn Sb 2 (EG) 3 is relatyf heech , dat kin wêze om't syn oplosberens yn ethylene glycol by de reaksje temperatuer grutter is as dy fan Sb 2 O 3 Yn ferliking mei Sb (AC) 3, it bedrach fan Sb 3+ dat spilet in katalytyske rol is grutter. De kleur fan it polyester produkt produsearre troch Sb 2 (EG) 3 is better as dy fan Sb 2 O 3 In bytsje heger as it orizjineel, wêrtroch it produkt sjocht helderder en witer; |
| Neidiel | De oplosberens yn ethylene glycol is min, mar 4,04% by 150 ° C. Yn 'e praktyk is ethylene glycol te heech as de oplossingtemperatuer wurdt ferhege nei boppe 150 ° C. Lykwols, as Sb 2 O 3 reagearret mei ethylene glycol foar in lange tiid op boppe 120 ° C, ethylene glycol antimoan delslach kin foarkomme, en Sb 2 O 3 kin wurde fermindere ta metalen ljedder yn de polycondensation reaksje, dat kin feroarsaakje "grize mist " yn polyesterchips en beynfloedzje produktkwaliteit. It ferskynsel fan polyvalente antymoanoksiden komt foar by de tarieding fan Sb 2 O 3, en de effektive suverens fan antymoan wurdt beynfloede. | De antymoanynhâld fan 'e katalysator is relatyf leech; de acetic acid ûnreinheden yntrodusearre corrode apparatuer, fersmoargje it miljeu, en binne net befoarderlik foar ôffalwettersuvering; it produksjeproses is kompleks, de omjouwingsomstannichheden binne min, d'r is fersmoarging, en it produkt is maklik om kleur te feroarjen. It is maklik te ûntbinen by ferwaarming, en de hydrolyseprodukten binne Sb2O3 en CH3COOH. De materiaal ferbliuwstiid is lang, benammen yn 'e lêste poadium fan polykondensaasje, dy't signifikant heger is as it Sb2O3-systeem. | It gebrûk fan Sb 2 (EG) 3 fergruttet de katalysatorkosten fan it apparaat (de kostenferheging kin allinich kompensearre wurde as 25% fan PET wurdt brûkt foar selsspinning fan filaminten). Dêrneist nimt de b-wearde fan it produkttint in bytsje ta. |