Is e snàithleach polyester (PET) am measgachadh as motha de snàithleach synthetigeach. Tha aodach air a dhèanamh le fiber polyester comhfhurtail, crùbach, furasta a nighe, agus luath airson tiormachadh. Tha polyester cuideachd air a chleachdadh gu farsaing mar stuth amh airson pacadh, snàth gnìomhachais, agus plastaic innleadaireachd. Mar thoradh air an sin, tha polyester air leasachadh gu luath air feadh an t-saoghail, ag àrdachadh aig ìre bhliadhnail cuibheasach de 7% agus le toradh mòr.
Faodar cinneasachadh polyester a roinn ann an slighe dimethyl terephthalate (DMT) agus slighe searbhag terephthalic (PTA) a thaobh slighe pròiseas agus faodar a roinn ann am pròiseas eadar-amail agus pròiseas leantainneach a thaobh gnìomhachd. Ge bith dè an t-slighe pròiseas cinneasachaidh a chaidh a ghabhail, feumaidh an ath-bhualadh polycondensation a bhith a’ cleachdadh todhar meatailt mar chatalan. Tha an ath-bhualadh polycondensation na phrìomh cheum ann am pròiseas cinneasachadh polyester, agus is e an ùine polycondensation an cnap-starra airson a bhith a’ leasachadh toradh. Tha leasachadh an t-siostam catalyst na fheart cudromach ann a bhith a’ leasachadh càileachd polyester agus a’ giorrachadh ùine polycondensation.
Teicneòlas Mèinnean Bailteil. Tha Earranta na phrìomh chompanaidh Sìneach a tha a’ speisealachadh ann an R&D, cinneasachadh agus solar antimony trioxide aig ìre catalyst polyester, acetate antimony, agus antimony glycol. Tha sinn air sgrùdadh domhainn a dhèanamh air na toraidhean sin - tha roinn R&D UrbanMines a-nis a’ toirt geàrr-chunntas air rannsachadh agus cleachdadh catalysts antimony san artaigil seo gus ar teachdaichean a chuideachadh le bhith a ’cur an sàs gu sùbailte, a’ dèanamh an fheum as fheàrr de phròiseasan cinneasachaidh, agus a ’toirt seachad farpaiseachd coileanta de thoraidhean snàithleach polyester.
Tha sgoilearan dachaigheil agus cèin sa chumantas den bheachd gur e ath-bhualadh leudachaidh slabhraidh a th’ ann am polycondensation polyester, agus buinidh an uidheamachd catalytach do cho-òrdanachadh chelation, a dh’ fheumas an atom meatailt catalyst orbitals falamh a thoirt seachad gus co-òrdanachadh leis a ’phaidhir arc de eleactronan de carbonyl ocsaidean gus adhbhar a choileanadh. catalysis. Airson polycondensation, leis gu bheil an dùmhlachd sgòthan dealanach de ocsaidean carbonyl anns a ’bhuidheann hydroxyethyl ester an ìre mhath ìosal, tha electronegativity ions meatailt an ìre mhath àrd rè co-òrdanachadh, gus co-òrdanachadh agus leudachadh slabhraidh a dhèanamh comasach.
Faodar na leanas a chleachdadh mar chatalaíoch polyester: 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 agus ocsaidean meatailt eile, alcoholates, carboxylates, borates, halides agus amines, urea, guanidines, todhar organach anns a bheil pronnasg. Ach, is e na catalysts a thathas a’ cleachdadh agus a’ sgrùdadh ann an cinneasachadh gnìomhachais sa mhòr-chuid todhar sreath Sb, Ge, agus Ti. Tha àireamh mhòr de sgrùdaidhean air sealltainn: gu bheil nas lugha de ath-bheachdan taobh aig catalysts stèidhichte air ge agus a 'toirt a-mach PET de chàileachd àrd, ach chan eil an gnìomhachd àrd, agus chan eil mòran ghoireasan aca agus tha iad daor; Tha gnìomhachd àrd agus astar freagairt luath aig catalysts stèidhichte air Ti, ach tha na h-ath-bheachdan taobh catalaíoch aca nas follaisiche, a’ leantainn gu droch sheasmhachd teirmeach agus dath buidhe an toraidh, agus mar as trice chan urrainnear an cleachdadh ach airson synthesis PBT, PTT, PCT, msaa; Chan eil catalpaichean stèidhichte air sb a-mhàin nas gnìomhaiche. Tha càileachd an toraidh àrd oir tha catalysts stèidhichte air Sb nas gnìomhaiche, le nas lugha de ath-bheachdan taobh, agus tha iad nas saoire. Mar sin, tha iad air an cleachdadh gu farsaing. Nam measg, is e na catalysts stèidhichte air Sb as cumanta antamony trioxide (Sb2O3), antamony acetate (Sb (CH3COO)3), msaa.
A’ toirt sùil air eachdraidh leasachaidh gnìomhachas polyester, gheibh sinn a-mach gu bheil còrr air 90% de na planntaichean polyester san t-saoghal a’ cleachdadh todhar antimony mar chatalysts. Ro 2000, bha Sìona air grunn lusan polyester a thoirt a-steach, agus bha iad uile a’ cleachdadh todhar antimony mar chatalyst, gu sònraichte Sb2O3 agus Sb (CH3COO)3. Tro cho-oidhirpean rannsachadh saidheansail Sìonach, oilthighean, agus roinnean toraidh, tha an dà inneal-brosnachaidh sin a-nis air an toirt gu buil aig an taigh.
Bho 1999, tha a’ chompanaidh cheimigeach Frangach Elf air catalyst antimony glycol [Sb2 (OCH2CH2CO) 3) a chuir air bhog mar thoradh leasaichte de chatalan traidiseanta. Tha gealachd àrd agus deagh shnìomhachd aig na sgoltagan polyester a chaidh a thoirt a-mach, a tha air aire mhòr a tharraing bho ionadan rannsachaidh catalyst dachaigheil, iomairtean, agus luchd-saothrachaidh polyester ann an Sìona.
I. Rannsachadh agus cleachdadh antimony trioxide
Is e na Stàitean Aonaichte aon de na dùthchannan as tràithe a chruthaich agus a chuir an sàs Sb2O3. Ann an 1961, ràinig caitheamh Sb2O3 anns na Stàitean Aonaichte 4,943 tonna. Anns na 1970n, rinn còig companaidhean ann an Iapan Sb2O3 le comas cinneasachaidh iomlan de 6,360 tonna gach bliadhna.
Tha prìomh aonadan rannsachaidh is leasachaidh Sb2O3 ann an Sìona stèidhichte sa mhòr-chuid ann an iomairtean a bha roimhe leis an stàit ann an Roinn Hunan agus Shanghai. Teicneòlas Mèinnean Bailteil. Tha Earranta cuideachd air loidhne riochdachaidh proifeasanta a stèidheachadh ann an Roinn Hunan.
(mi). Modh airson a bhith a’ dèanamh antamony trioxide
Mar as trice bidh saothrachadh Sb2O3 a’ cleachdadh mèinn antamony sulfide mar stuth amh. Tha antimony meatailt air ullachadh an toiseach, agus an uairsin bidh Sb2O3 air a thoirt a-mach a ’cleachdadh antamony meatailt mar stuth amh.
Tha dà phrìomh dhòigh ann airson Sb2O3 a dhèanamh bho antimony meatailteach: oxidation dìreach agus lobhadh nitrigin.
1. Modh oxidation dìreach
Bidh antimony meatailt ag ath-fhreagairt le ocsaidean fo theasachadh gus Sb2O3 a chruthachadh. Tha am pròiseas freagairt mar a leanas:
4Sb＋3O2＝＝2Sb2O3
2. Ammonolysis
Bidh antimony metal ag ath-fhreagairt le clorine gus antomony trichloride a cho-chur, a tha an uairsin air a tharraing, air a uisgeachadh, air a ammonolyzed, air a nighe agus air a thiormachadh gus an toradh Sb2O3 crìochnaichte fhaighinn. Is e an co-aontar freagairt bunaiteach:
2Sb＋3Cl2＝＝2SbCl3
SbCl3＋H2O＝＝SbOCl＋2HCl
4SbOCl＋H2O＝＝Sb2O3·2SbOCl＋2HCl
Sb2O3·2SbOCl＋OH＝＝2Sb2O3＋2NH4Cl＋H2O
(II). Cleachdadh antimony trioxide
Tha am prìomh chleachdadh de antimony trioxide mar inneal-brosnachaidh airson polymerase agus inneal-dìon lasair airson stuthan synthetigeach.
Ann an gnìomhachas polyester, chaidh Sb2O3 a chleachdadh an toiseach mar inneal-brosnachaidh. Tha Sb2O3 air a chleachdadh sa mhòr-chuid mar inneal-glacaidh polycondensation airson an t-slighe DMT agus an t-slighe tràth PTA agus mar as trice bidh e air a chleachdadh còmhla ri H3PO4 no na h-enzyman aige.
(III). Duilgheadasan le antimony trioxide
Tha solubility truagh aig Sb2O3 ann an ethylene glycol, le solubility dìreach 4.04% aig 150 ° C. Mar sin, nuair a thèid ethylene glycol a chleachdadh gus an catalyst ullachadh, tha droch sgapadh aig Sb2O3, a dh ’fhaodadh gu furasta cus catalyst adhbhrachadh san t-siostam polymerization, gineadh trimers cearcallach puing leaghaidh àrd, agus bheir e duilgheadasan snìomh. Gus solubility agus dispersibility Sb2O3 ann an ethylene glycol a leasachadh, mar as trice thathar a ‘gabhail ris cus ethylene glycol a chleachdadh no an teòthachd sgaoilidh àrdachadh gu os cionn 150 ° C. Ach, os cionn 120 ° C, faodaidh Sb2O3 agus ethylene glycol sileadh antimony ethylene glycol a thoirt gu buil nuair a bhios iad ag obair còmhla airson ùine mhòr, agus faodar Sb2O3 a lughdachadh gu antimony meatailteach anns an ath-bhualadh polycondensation, a dh ’adhbhraicheas“ ceò ”ann an sgoltagan polyester agus a bheir buaidh air càileachd toraidh.
II. Rannsachadh agus cleachdadh antimony acetate
Modh ullachaidh antamony acetate
An toiseach, chaidh acetate antamony ullachadh le bhith ag ath-fhreagairt antamony trioxide le searbhag acetic, agus chaidh acetic anhydride a chleachdadh mar àidseant dehydrating gus an uisge a ghineadh leis an ath-bhualadh a ghabhail a-steach. Cha robh càileachd an toraidh chrìochnaichte a fhuaireadh leis an dòigh seo àrd, agus thug e barrachd air 30 uair airson antimony trioxide a sgaoileadh ann an searbhag acetic. Nas fhaide air adhart, chaidh antimony acetate ullachadh le bhith ag ath-fhreagairt antamony meatailt, trichloride antamony, no antimony trioxide le acetic anhydride, gun fheum air àidseant dehydrating.
1. Modh antimony trichloride
Ann an 1947, H. Schmidt et al. anns a' Ghearmailt an Iar dh'ullaich Sb(CH3COO)3 le bhith ag ath-fhreagairt SbCl3 le acetic anhydride. Tha am foirmle reaction mar a leanas:
SbCl3+3(CH3CO)2O==Sb(CH3COO)3+3CH3COCl
2. Modh antimony meatailt
Ann an 1954, dh'ullaich TAPaybea den t-seann Aonadh Sobhietach Sb(CH3COO)3 le bhith ag ath-fhreagairt antimony meatailteach agus peroxyacetyl ann am fuasgladh benzene. Is e am foirmle freagairt:
Sb＋(CH3COO)2==Sb(CH3COO)3
3. Modh antimony trioxide
Ann an 1957, chleachd F. Nerdel às a' Ghearmailt an Iar Sb2O3 gus dèiligeadh le acetic anhydride gus Sb(CH3COO)3 a dhèanamh.
Sb2O3＋3（CH3CO）2O＝＝2Sb（CH3COO）3
Is e ana-cothrom an dòigh seo gu bheil na criostalan buailteach a bhith a’ cruinneachadh ann am pìosan mòra agus a ’cumail gu daingeann ri balla a-staigh an reactair, a’ leantainn gu droch chàileachd toraidh agus dath.
4. Modh fuasgladh antimony trioxide
Gus faighinn thairis air easbhaidhean an dòigh gu h-àrd, mar as trice bidh fuasgladh neodrach air a chur ris aig àm freagairt Sb2O3 agus acetic anhydride. Tha an dòigh ullachaidh sònraichte mar a leanas:
(1) Ann an 1968, dh'fhoillsich R. Thoms bho Chompanaidh Ceimigeach Mosun Ameireaganach patent air ullachadh antimony acetate. Chleachd am peutant xylene (o-, m-, p-xylene, no measgachadh dhiubh) mar fhuasgladh neodrach gus criostalan grinn de acetate antamony a thoirt gu buil.
(2) Ann an 1973, dh’innlich Poblachd nan Seiceach dòigh air a bhith a’ dèanamh acetate antimony grinn a’ cleachdadh toluene mar fhuasgladh.
III. Coimeas eadar trì catalysts stèidhichte air antimony
| Antimony Trioxide | Antimony Acetate | Antimony Glycolate | |
| Feartan bunaiteach | Canar gu cumanta antamony geal, foirmle moileciuil Sb 2 O 3 , cuideam moileciuil 291.51 , pùdar geal, puing leaghaidh 656 ℃ . Tha susbaint antimony teòiridheach timcheall air 83.53%. Dùmhlachd coimeasach 5.20g/ml. Soluble ann an searbhag hydrochloric dùmhail, searbhag sulfarach tiugh, searbhag nitric tiugh, searbhag tartaric agus fuasgladh alkali, do-ruigsinneach ann an uisge, deoch làidir, searbhag searbhagach caol. | Foirmle moileciuil Sb (AC) 3 , cuideam moileciuil 298.89 , susbaint antamony teòiridheach mu 40.74 %, puing leaghaidh 126-131 ℃, dùmhlachd 1.22g / ml (25 ℃), pùdar geal no far-gheal, furasta a solugadh ann an ethylene glycol, toluene agus xylene. | Foirmle moileciuil Sb 2 (EG) 3 , Tha an cuideam moileciuil timcheall air 423.68 , is e a’ phuing leaghaidh ＞ 100 ℃ (Dùbhlachd), tha susbaint antamony teòiridheach timcheall air 57.47%, tha an coltas geal criostalach cruaidh, neo-phuinnseanta agus gun blas, furasta taiseachd a ghabhail a-steach. Tha e furasta soluble ann an ethylene glycol. |
| Synthesis dòigh agus teicneòlas a | Sa mhòr-chuid air a cho-chur le dòigh 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 3Nòta: Stibnite / Mèinn Iarainn / Clach-aoil → Teas is fuming → Cruinneachadh | Bidh an gnìomhachas sa mhòr-chuid a’ cleachdadh modh Sb 2 O 3 -solvent airson synthesis: Sb2O3 ＋ 3 (CH3CO ) 2O → 2Sb (AC) 3Process: reflux teasachaidh → sìoladh teth → criostalachadh → tiormachadh falamh → toradhNòta: Sb(AC) 3 is air a uisgeachadh gu furasta, agus mar sin feumaidh an toluene no xylene solvent neodrach a bhith air a chleachdadh a bhith anhydrous, chan urrainn dha Sb 2 O 3 a bhith ann an staid fliuch, agus feumaidh an uidheamachd toraidh a bhith tioram cuideachd. | Bidh an gnìomhachas sa mhòr-chuid a’ cleachdadh an dòigh Sb 2 O 3 airson synthesize: Sb 2 O 3 + 3EG → Sb 2 (EG) 3 + 3H 2 OProcess: Biadhadh (Sb 2 O 3 , cur-ris agus EG) → ath-bhualadh teasachaidh is cuideam → toirt air falbh slag , neo-chunbhalachd agus uisge → decolorization → sìoladh teth → fuarachadh agus criostalachadh → dealachadh agus tiormachadh → toradhNote: Feumaidh am pròiseas toraidh a bhith air a sgaradh bho uisge gus casg a chuir air uisgeachadh. Tha an ath-bhualadh seo na fhreagairt reversible, agus san fharsaingeachd tha an ath-bhualadh air a bhrosnachadh le bhith a ’cleachdadh cus ethylene glycol agus a’ toirt air falbh uisge toraidh. |
| Buannachd | Tha a’ phrìs an ìre mhath saor, tha e furasta a chleachdadh, tha gnìomhachd catalytic meadhanach aige agus ùine ghoirid polycondensation. | Tha solubility math aig antamony acetate ann an ethylene glycol agus tha e air a sgapadh gu cothromach ann an ethylene glycol, a dh’ fhaodadh èifeachdas cleachdaidh antimony a leasachadh; Tha feartan gnìomhachd catalaíoch àrd aig antimony acetate, nas lugha de dh’ ath-bhualadh truaillidh, deagh sheasamh teas agus seasmhachd giollachd; Aig an aon àm, chan eil feum air co-catalyst agus stabilizer a bhith a’ cleachdadh acetate antamony mar inneal-brosnachaidh. Tha ath-bhualadh an t-siostam catalytic antimony acetate caran tlàth, agus tha càileachd toraidh àrd, gu sònraichte an dath, a tha nas fheàrr na an siostam antimony trioxide (Sb 2 O 3). | Tha solubility àrd aig an catalyst ann an ethylene glycol; Thathas a’ toirt air falbh antamony neoni-falent, agus tha neo-chunbhalachd leithid moileciuilean iarainn, clorides agus sulfates a bheir buaidh air polycondensation air an lughdachadh chun ìre as ìsle, a’ cur às do dhuilgheadas creimeadh ian acetate air uidheamachd; Tha Sb 3+ ann an Sb 2 (EG) 3 gu ìre mhath àrd , a dh’ fhaodadh a bhith air sgàth gu bheil an solubility aige ann an ethylene glycol aig an teòthachd ath-bhualadh nas àirde na an Sb 2 O 3 An coimeas ri Sb (AC) 3 , tha an ìre de Sb 3+ aig a bheil dreuchd catalaíoch nas motha. Tha dath an toraidh polyester a rinn Sb 2 (EG) 3 nas fheàrr na dath Sb 2 O 3 Beagan nas àirde na an tè tùsail, a’ toirt air an toradh a bhith a ’coimhead nas gile agus nas gile; |
| Eas-bhuannachd | Tha an solubility ann an ethylene glycol truagh, dìreach 4.04% aig 150 ° C. Ann an cleachdadh, tha ethylene glycol ro mhòr no tha an teòthachd sgaoilidh air àrdachadh gu os cionn 150 ° C. Ach, nuair a bhios Sb 2 O 3 ag ath-fhreagairt le ethylene glycol airson ùine mhòr aig os cionn 120 ° C, faodaidh sileadh antimony ethylene glycol tachairt, agus faodar Sb 2 O 3 a lughdachadh gu àradh meatailt anns an ath-bhualadh polycondensation, a dh ’fhaodadh" ceò glas adhbhrachadh. " ann an sgoltagan polyester agus a 'toirt buaidh air càileachd toraidh. Bidh iongantas de ogsaidean antimony ioma-ghnèitheach a’ tachairt nuair a thathar ag ullachadh Sb 2 O 3 , agus tha buaidh air purrachd èifeachdach antamony. | Tha susbaint antimony an catalyst gu math ìosal; tha neo-chunbhalachd searbhag acetic a chaidh a thoirt a-steach a’ corrachadh uidheamachd, a’ truailleadh na h-àrainneachd, agus chan eil iad a’ toirt taic do làimhseachadh uisge sgudail; tha am pròiseas toraidh iom-fhillte, tha suidheachadh na h-àrainneachd obrachaidh truagh, tha truailleadh ann, agus tha an toradh furasta dath atharrachadh. Tha e furasta a lobhadh nuair a thèid a theasachadh, agus is e na toraidhean hydrolysis Sb2O3 agus CH3COOH. Tha an ùine còmhnaidh stuthan fada, gu sònraichte anns an ìre polycondensation mu dheireadh, a tha gu math nas àirde na an siostam Sb2O3. | Tha cleachdadh Sb 2 (EG) 3 a 'meudachadh cosgais catalyst an inneil (chan urrainnear an àrdachadh cosgais a chothromachadh ach ma thèid 25% de PET a chleachdadh airson fèin-shnìomh filament). A bharrachd air an sin, tha luach b dath an toraidh ag àrdachadh beagan. |