Pólýester (PET) trefjar eru stærsta úrval gervitrefja. Fatnaður úr pólýester trefjum er þægilegur, stökkur, auðvelt að þvo og fljótur að þorna. Pólýester er einnig mikið notað sem hráefni í umbúðir, iðnaðargarn og verkfræðiplast. Fyrir vikið hefur pólýester þróast hratt um allan heim, jókst að meðaltali um 7% á ári og með mikilli framleiðslu.
Pólýesterframleiðslu má skipta í dímetýltereftalat (DMT) leið og tereftalsýru (PTA) leið hvað varðar vinnsluleið og má skipta í hlé á ferli og samfellt ferli hvað varðar rekstur. Óháð framleiðsluferlisleiðinni sem notuð er, krefst fjölþéttingarhvarfsins notkunar á málmsamböndum sem hvata. Fjölþéttingarviðbrögðin eru lykilskref í pólýesterframleiðsluferlinu og fjölþéttingartíminn er flöskuhálsinn til að bæta afraksturinn. Endurbætur á hvatakerfinu er mikilvægur þáttur í að bæta gæði pólýesters og stytta fjölþéttingartímann.
UrbanMines tækni. Limited er leiðandi kínverskt fyrirtæki sem sérhæfir sig í rannsóknum og þróun, framleiðslu og framboði á pólýester hvata-gráðu antímóntríoxíði, antímónasetati og antímónglýkóli. Við höfum framkvæmt ítarlegar rannsóknir á þessum vörum - R&D deild UrbanMines tekur nú saman rannsóknir og beitingu antímonhvata í þessari grein til að hjálpa viðskiptavinum okkar að beita sveigjanlega, hámarka framleiðsluferla og veita alhliða samkeppnishæfni pólýestertrefjavara.
Innlendir og erlendir fræðimenn telja almennt að pólýester fjölþétting sé keðjuframlengingarhvarf og hvarfabúnaðurinn tilheyrir kelatunarsamhæfingu, sem krefst þess að málmatómið í hvatanum gefi tóm svigrúm til að samræma bogapar rafeinda karbónýl súrefnis til að ná þeim tilgangi að hvata. Fyrir fjölþéttingu, þar sem rafeindaskýjaþéttleiki karbónýlsúrefnis í hýdroxýetýlesterhópnum er tiltölulega lágur, er rafneikvæðni málmjóna tiltölulega mikil við samhæfingu, til að auðvelda samhæfingu og keðjulengingu.
Eftirfarandi er hægt að nota sem pólýesterhvata: 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 og önnur málmoxíð, alkóhólöt, karboxýlöt, bórat, halíð og amín, þvagefni, gúanídín, lífræn efnasambönd sem innihalda brennistein. Hins vegar eru hvatarnir sem nú eru notaðir og rannsakaðir í iðnaðarframleiðslu aðallega Sb, Ge og Ti röð efnasambönd. Mikill fjöldi rannsókna hefur sýnt að: Ge-basaðir hvatar hafa færri hliðarviðbrögð og framleiða hágæða PET, en virkni þeirra er ekki mikil, og þeir hafa lítið fjármagn og eru dýrir; Ti-undirstaða hvatar hafa mikla virkni og hraðan hvarfhraða, en hvatandi hliðarviðbrögð þeirra eru augljósari, sem leiðir til lélegrar hitastöðugleika og gulan lit vörunnar, og þeir geta almennt aðeins verið notaðir til að mynda PBT, PTT, PCT, o.s.frv.; Sb-undirstaða hvatar eru ekki aðeins virkari. Vörugæði eru mikil vegna þess að Sb-undirstaða hvatar eru virkari, hafa færri hliðarhvörf og eru ódýrari. Þess vegna hafa þeir verið mikið notaðir. Meðal þeirra eru algengustu Sb-undirstaða hvatarnir antímontríoxíð (Sb2O3), antímónasetat (Sb(CH3COO)3), osfrv.
Þegar litið er á þróunarsögu pólýesteriðnaðarins getum við komist að því að meira en 90% af pólýesterverksmiðjum í heiminum nota antímónsambönd sem hvata. Árið 2000 hafði Kína kynnt nokkrar pólýesterplöntur, sem allar notuðu antímónsambönd sem hvata, aðallega Sb2O3 og Sb(CH3COO)3. Með sameiginlegu átaki kínverskra vísindarannsókna, háskóla og framleiðsludeilda hafa þessir tveir hvatar nú verið framleiddir að fullu innanlands.
Síðan 1999 hefur franska efnafyrirtækið Elf sett á markað antímonglýkól [Sb2 (OCH2CH2CO) 3] hvata sem uppfærða vöru úr hefðbundnum hvata. Pólýesterflögurnar sem framleiddar eru hafa mikla hvítleika og góða snúningshæfni, sem hefur vakið mikla athygli frá innlendum hvatarannsóknarstofnunum, fyrirtækjum og pólýesterframleiðendum í Kína.
I. Rannsóknir og notkun á antímontríoxíði
Bandaríkin eru eitt af elstu löndum til að framleiða og nota Sb2O3. Árið 1961 náði neysla á Sb2O3 í Bandaríkjunum 4.943 tonnum. Á áttunda áratugnum framleiddu fimm fyrirtæki í Japan Sb2O3 með heildarframleiðslugetu upp á 6.360 tonn á ári.
Helstu Sb2O3 rannsóknar- og þróunareiningar Kína eru aðallega einbeitt í fyrrverandi ríkisfyrirtækjum í Hunan héraði og Shanghai. UrbanMines tækni. Limited hefur einnig stofnað faglega framleiðslulínu í Hunan héraði.
(ég). Aðferð til að framleiða antímontríoxíð
Framleiðsla á Sb2O3 notar venjulega antímónsúlfíð málmgrýti sem hráefni. Málmantímon er fyrst útbúið og síðan er Sb2O3 framleitt með því að nota málmantímon sem hráefni.
Það eru tvær meginaðferðir til að framleiða Sb2O3 úr málmi antímon: bein oxun og nitur niðurbrot.
1. Bein oxunaraðferð
Málmantímón hvarfast við súrefni við upphitun og myndar Sb2O3. Viðbragðsferlið er sem hér segir:
4Sb＋3O2＝＝2Sb2O3
2. Ammonolýsa
Antímónmálmur hvarfast við klór til að mynda antímóntríklóríð, sem síðan er eimað, vatnsrofið, ammonolýst, þvegið og þurrkað til að fá fullunna Sb2O3 vöru. Grunnviðbragðsjafnan er:
2Sb＋3Cl2＝＝2SbCl3
SbCl3＋H2O＝＝SbOCl＋2HCl
4SbOCl＋H2O＝＝Sb2O3·2SbOCl＋2HCl
Sb2O3·2SbOCl＋OH＝＝2Sb2O3＋2NH4Cl＋H2O
(II). Notkun antímontríoxíðs
Aðalnotkun antímontríoxíðs er sem hvati fyrir pólýmerasa og logavarnarefni fyrir gerviefni.
Í pólýesteriðnaðinum var Sb2O3 fyrst notað sem hvati. Sb2O3 er aðallega notað sem fjölþéttingarhvati fyrir DMT leiðina og fyrstu PTA leiðina og er almennt notað í samsetningu með H3PO4 eða ensímum þess.
(III). Vandamál með antímóntríoxíð
Sb2O3 hefur lélegt leysni í etýlen glýkóli, með leysni upp á aðeins 4,04% við 150°C. Þess vegna, þegar etýlen glýkól er notað til að undirbúa hvatann, hefur Sb2O3 lélega dreifihæfni, sem getur auðveldlega valdið of miklum hvata í fjölliðunarkerfinu, myndað hringlaga trimera með háu bræðslumarki og valdið erfiðleikum við að snúast. Til að bæta leysni og dreifileika Sb2O3 í etýlen glýkól er almennt notað til að nota of mikið etýlen glýkól eða hækka upplausnarhitastigið í yfir 150°C. Hins vegar, yfir 120°C, geta Sb2O3 og etýlenglýkól framleitt etýlen glýkól antímónútfellingu þegar þau verka saman í langan tíma og Sb2O3 getur minnkað í málmaantímon í fjölþéttingarhvarfinu, sem getur valdið "þoku" í pólýesterflögum og haft áhrif á vörugæði.
II. Rannsóknir og notkun á antímónasetati
Undirbúningsaðferð fyrir antímónasetat
Í fyrstu var antímónasetat búið til með því að hvarfa antímóntríoxíð við ediksýru og ediksýruanhýdríð var notað sem þurrkandi efni til að gleypa vatnið sem myndast við hvarfið. Gæði fullunnar vöru sem fengin var með þessari aðferð voru ekki mikil og það tók meira en 30 klukkustundir fyrir antímontríoxíð að leysast upp í ediksýru. Síðar var antímónasetat búið til með því að hvarfa málmantímon, antímontríklóríð eða antímóntríoxíð við ediksýruanhýdríð, án þess að þörf væri á þurrkandi efni.
1. Antímóntríklóríðaðferð
Árið 1947, H. Schmidt o.fl. í Vestur-Þýskalandi útbjó Sb(CH3COO)3 með því að hvarfa SbCl3 við ediksýruanhýdríð. Viðbragðsformúlan er sem hér segir:
SbCl3+3(CH3CO)2O==Sb(CH3COO)3+3CH3COCl
2. Antímon málmaðferð
Árið 1954 útbjó TAPaybea frá fyrrum Sovétríkjunum Sb(CH3COO)3 með því að hvarfa málmaantímon og peroxýasetýl í bensenlausn. Viðbragðsformúlan er:
Sb＋(CH3COO)2==Sb(CH3COO)3
3. Antímóntríoxíðaðferð
Árið 1957 notaði F. Nerdel frá Vestur-Þýskalandi Sb2O3 til að hvarfast við ediksýruanhýdríð til að framleiða Sb(CH3COO)3.
Sb2O3＋3（CH3CO）2O＝＝2Sb（CH3COO）3
Ókosturinn við þessa aðferð er að kristallarnir hafa tilhneigingu til að safnast saman í stóra bita og festast þétt við innri vegg kjarnaofnsins, sem leiðir til lélegrar vörugæða og litar.
4. Antímóntríoxíð leysiaðferð
Til að vinna bug á annmörkum ofangreindrar aðferðar er hlutlausum leysi venjulega bætt við við hvarf Sb2O3 og ediksýruanhýdríðs. Sértæka undirbúningsaðferðin er sem hér segir:
(1) Árið 1968 gaf R. Thoms frá American Mosun Chemical Company út einkaleyfi á framleiðslu á antímónasetati. Einkaleyfið notaði xýlen (o-, m-, p-xýlen eða blöndu af því) sem hlutlausan leysi til að framleiða fína kristalla af antímónasetati.
(2) Árið 1973 fann Tékkland upp aðferð til að framleiða fínt antímónasetat með því að nota tólúen sem leysi.
III. Samanburður á þremur hvata sem byggir á antímóni
| Antímóntríoxíð | Antímón asetat | Antímón glýkólat | |
| Grunneiginleikar | Almennt þekktur sem antímónhvítur, sameindaformúla Sb2O3, mólþyngd 291,51, hvítt duft, bræðslumark 656 ℃. Fræðilegt antímoninnihald er um 83,53%. Hlutfallslegur þéttleiki 5,20g/ml. Leysanlegt í óblandaðri saltsýru, óblandaðri brennisteinssýru, óblandaðri saltpéturssýru, vínsýru og basalausn, óleysanleg í vatni, alkóhóli, þynntri brennisteinssýru. | Sameindaformúla Sb(AC)3, mólþyngd 298,89, fræðilegt antímoninnihald um 40,74%, bræðslumark 126-131℃, þéttleiki 1,22g/ml (25℃), hvítt eða beinhvítt duft, auðveldlega leysanlegt í etýlen glýkóli, tólúlenglýkóli og xýlen. | Sameindaformúla Sb 2 (EG) 3, Mólþunginn er um það bil 423,68, bræðslumarkið er ＞ 100 ℃ (des), fræðilegt antímoninnihald er um 57,47%, útlitið er hvítt kristallað fast efni, óeitrað og bragðlaust, auðvelt að gleypa raka. Það er auðveldlega leysanlegt í etýlen glýkóli. |
| Myndunaraðferð og tækni | Aðallega framleitt með stíbnítaðferð: 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 3Ath.: Stibnít / Iron Ore / Kalksteinn → Upphitun og gufa → Söfnun | Iðnaðurinn notar aðallega Sb 2 O 3 -leysisaðferð við nýmyndun: Sb2O3 ＋ 3 (CH3CO ) 2O→ 2Sb(AC) 3Ferli: hitun bakflæði → heit síun → kristöllun → lofttæmiþurrkun → varaAth.: Sb(AC) 3 er auðveldlega vatnsrofið, þannig að hlutlausi leysirinn tólúen eða xýlen sem notað er verður að vera vatnsfrítt, Sb 2 O 3 getur ekki verið í blautu ástandi og framleiðslubúnaðurinn verður einnig að vera þurr. | Iðnaðurinn notar aðallega Sb 2 O 3 aðferðina til að búa til: Sb 2 O 3 +3EG→Sb 2 (EG) 3 +3H 2 OFerli: Fóðrun (Sb 2 O 3, aukefni og EG) → hitunar- og þrýstihvarf → fjarlægja gjall , óhreinindi og vatn → aflitun → heit síun → kæling og kristöllun → aðskilnaður og þurrkun → varaAth.: Einangra þarf framleiðsluferlið frá vatni til að koma í veg fyrir vatnsrof. Þetta hvarf er afturkræf viðbrögð og almennt er hvarfið stuðlað að því að nota umfram etýlen glýkól og fjarlægja afurðavatnið. |
| Kostur | Verðið er tiltölulega ódýrt, það er auðvelt í notkun, hefur miðlungs hvatavirkni og stuttan fjölþéttingartíma. | Antímónasetat hefur góða leysni í etýlen glýkól og dreifist jafnt í etýlen glýkól, sem getur bætt nýtingarvirkni antímóns;Antímón asetat hefur eiginleika mikillar hvatavirkni, minna niðurbrotsviðbragð, gott hitaþol og vinnslustöðugleika; Á sama tíma þarf ekki að bæta við hvata og stöðugleika að nota antímónasetat sem hvata. Viðbrögð antímónasetat hvatakerfisins eru tiltölulega væg og vörugæði eru mikil, sérstaklega liturinn, sem er betri en antímóntríoxíð (Sb 2 O 3 ) kerfið. | Hvatinn hefur mikla leysni í etýlenglýkóli; núllgilt antímon er fjarlægt og óhreinindi eins og járnsameindir, klóríð og súlföt sem hafa áhrif á fjölþéttingu eru lækkuð niður í lægsta punkt, sem útilokar vandamál með asetatjónatæringu á búnaði;Sb 3+ í Sb 2 (EG) 3 er tiltölulega hátt , sem getur verið vegna þess að leysni þess í etýlenglýkóli við hvarfhitastigið er meiri en Sb 2 O 3 Í samanburði við Sb(AC) 3 er magn Sb 3+ sem gegnir hvatandi hlutverki meira. Litur pólýestervörunnar sem framleiddur er af Sb 2 (EG) 3 er betri en á Sb 2 O 3 Örlítið hærri en upprunalega, sem gerir varan bjartari og hvítari; |
| Ókostur | Leysni í etýlenglýkóli er léleg, aðeins 4,04% við 150°C. Í reynd er etýlen glýkól of hátt eða upplausnarhitastigið er hækkað í yfir 150°C. Hins vegar, þegar Sb 2 O 3 hvarfast við etýlenglýkól í langan tíma við yfir 120°C, getur etýlen glýkól antímónútfelling átt sér stað og Sb 2 O 3 getur minnkað í málmstiga í fjölþéttingarhvarfinu, sem getur valdið "grári þoku " í pólýesterflögum og hafa áhrif á gæði vöru. Fyrirbæri fjölgildra antímónoxíða kemur fram við undirbúning Sb 2 O 3 og áhrifaríkur hreinleiki antímóns hefur áhrif. | Antímoninnihald hvatans er tiltölulega lágt; ediksýruóhreinindin sem komu inn á tæringu á búnaði, menga umhverfið og eru ekki til þess fallin að hreinsa skólp; Framleiðsluferlið er flókið, rekstrarumhverfisskilyrðin eru léleg, það er mengun og auðvelt er að skipta um lit á vörunni. Það er auðvelt að brotna niður þegar það er hitað og vatnsrofsafurðirnar eru Sb2O3 og CH3COOH. Dvalartími efnisins er langur, sérstaklega á lokastigi fjölþéttingar, sem er verulega hærra en Sb2O3 kerfið. | Notkun Sb 2 (EG) 3 eykur hvatakostnað tækisins (aðeins er hægt að vega upp kostnaðaraukninguna ef 25% af PET er notað til sjálfsnúninga á þráðum). Að auki eykst b gildi litbrigði vörunnar lítillega. |