ポリエステル（PET）繊維は、最大の種類の合成繊維です。ポリエステルファイバーで作られた衣類は、快適で、カリカリで、洗うのが簡単で、乾燥してすぐです。ポリエステルは、包装、工業用糸、工学プラスチックの原料としても広く使用されています。その結果、ポリエステルは世界中で急速に発達しており、平均年率7％で増加し、生産量が大きくなりました。
ポリエステルの産生は、プロセス経路の観点から、ジメチルテレフタレート（DMT）ルートとテレフタル酸（PTA）ルートに分けることができ、操作の観点から断続的なプロセスと連続プロセスに分けることができます。採用された生産プロセスルートに関係なく、多腸合流反応には、触媒として金属化合物を使用する必要があります。ポリ産科の反応は、ポリエステルの生産プロセスの重要なステップであり、多腸の抑制時間は収量を改善するためのボトルネックです。触媒システムの改善は、ポリエステルの品質を向上させ、多腸合わせ時間を短縮する重要な要素です。
Urbanmines Tech。 Limitedは、R＆D、生産、およびポリエステル触媒グレードのアンチモン3酸化物、アンチモンアセテート、およびアンチモングリコールの供給を専門とする中国企業です。これらの製品に関する詳細な研究を実施しました。UrbanMinesのR＆D部門は、この記事のアンチモン触媒の研究と応用をまとめて、お客様がポリエステルファイバー製品の包括的な競争力を柔軟に適用し、生産プロセスを最適化し、提供するのを支援しています。
国内および外国の学者は、一般に、ポリエステルの多症状は連鎖伸長反応であり、触媒メカニズムはキレート化調整に属していると考えています。これは、触媒の目的を達成するためにカルボニル酸素の電子のアークペアと調整するための空の軌道を提供するために触媒金属原子を必要とします。多腸の場合、ヒドロキシエチルエステル基のカルボニル酸素の電子雲密度は比較的低いため、調整中に金属イオンの電気陰性度は比較的高く、調整と鎖の拡張を促進します。
以下はポリエステル触媒として使用できます：Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、B、Al、Ga、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Ti、Nb、Cr、Mon、Mn、Fe、Co、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Zn、Cd、Hg、その他の金属酸化物、アルコール酸、カルボキュレート、カルボキュレート、カルボキュレート、ハイラ酸塩、硫黄含有有機化合物。ただし、現在工業生産で使用および研究されている触媒は、主にSB、GE、およびTIシリーズ化合物です。多数の研究では、GEベースの触媒は副反応が少なく、高品質のPETを生成しますが、その活動は高くなく、リソースが少なく、高価です。 TIベースの触媒は活性が高く、反応速度が高くなりますが、触媒副反応はより明白であり、生成物の熱安定性と黄色が不十分であり、一般にPBT、PTT、PCTなどの合成にのみ使用できます。 SBベースの触媒は、より活性があるだけではありません。 SBベースの触媒はより活性が高く、副反応が少なく、安価であるため、製品の品質が高くなります。したがって、それらは広く使用されています。その中で、最も一般的に使用されるSBベースの触媒は、三酸化アンチモン（SB2O3）、アンチモン酢酸（SB（CH3COO）3）などです。
ポリエステル産業の開発史を見ると、世界のポリエステル植物の90％以上が触媒としてアンチモン化合物を使用していることがわかります。 2000年までに、中国はいくつかのポリエステル植物を導入しました。これらはすべて、主にSB2O3およびSB（CH3COO）3、触媒としてアンチモン化合物を使用しました。中国の科学研究、大学、および生産部門の共同の努力を通じて、これら2つの触媒は現在、完全に国内で生産されています。
1999年以来、フランスの化学会社Elfは、従来の触媒のアップグレードされた生成物としてアンチモングリコール[SB2（OCH2CH2CO）3]触媒を発売しました。生成されたポリエステルチップは、白色度と優れたスピンネービリティを備えており、中国の家庭用触媒研究機関、企業、ポリエステルメーカーから大きな注目を集めています。
I.アンチモン三酸化物の研究と応用
米国は、SB2O3を生産および適用する最も初期の国の1つです。 1961年、米国でのSB2O3の消費量は4,943トンに達しました。 1970年代には、日本の5社がSB2O3を生産し、総生産能力は年間6,360トンです。
中国の主要なSB2O3研究開発ユニットは、主に湖南省と上海の旧国有企業に集中しています。 Urbanmines Tech。リミテッドはまた、湖南省に専門的な生産ラインを設立しました。
（私）。アンチモン三酸化物を生成する方法
SB2O3の製造は、通常、原材料としてアンチモン硫化物鉱石を使用しています。金属アンチモンが最初に準備され、次にSB2O3が原料として金属アンチモンを使用して生成されます。
金属アンチモンからSB2O3を生成するための2つの主な方法があります：直接酸化と窒素分解。
1。直接酸化方法
金属アンチモンは、加熱下で酸素と反応してSB2O3を形成します。反応プロセスは次のとおりです。
4SB ＋3O2＝＝2SB2O3
2。アンモン溶解
アンチモン金属は塩素と反応してトリクロリドアンチモンを合成し、それを蒸留、加水分解、溶融、洗浄、乾燥させて、完成したSB2O3製品を得ます。基本的な反応方程式は次のとおりです。
2SB ＋ 3Cl2 ＝＝2SBCL3
SBCL3 ＋H2O＝＝SBOCL ＋2HCl
4SBOCL ＋H2O＝＝SB2O3・2SBOCL
SB2O3・2SBOCL
（ii）。アンチモン三酸化物の使用
アンチモン三酸化物の主な使用は、ポリメラーゼの触媒として、合成材料の炎遅延としてです。
ポリエステル産業では、SB2O3が最初に触媒として使用されました。 SB2O3は、主にDMTルートおよび初期PTAルートの多腸節植生触媒として使用され、一般にH3PO4またはその酵素と組み合わせて使用されます。
（iii）。アンチモン三酸化物の問題
Sb2O3は、エチレングリコールの溶解度が低く、溶解度は150°Cで4.04％しかありません。したがって、エチレングリコールを使用して触媒を調製する場合、SB2O3の分散性が低いため、重合システムに過度の触媒を容易に引き起こし、高販売点の環状三量体を生成し、紡績に困難をもたらす可能性があります。エチレングリコールにおけるSb2O3の溶解度と分散性を改善するために、一般に、過度のエチレングリコールを使用するか、溶解温度を150°Cを超えるまで上昇させることが採用されます。ただし、120°Cを超えると、SB2O3およびエチレングリコールは、長期にわたって一緒に作用するとエチレングリコールアンチモン沈殿を引き起こす可能性があり、SB2O3は多覚醒反応でメタリックなアンチモンに還元され、ポリエステルチップの霧を引き起こし、製品の品質に影響を与える可能性があります。
ii。アンチモンアセテートの研究と応用
酢酸アンチモンの調製方法
最初、アンチモン酢酸は酢酸と三酸化酸化アンチモンを反応させることにより調製され、無水酢酸を脱水剤として使用して、反応によって生成された水を吸収しました。この方法で得られた完成品の品質は高くなく、三酸化アンチモンが酢酸に溶解するのに30時間以上かかりました。その後、脱水剤を必要とせずに、金属アンチモン、三塩化アンチモン、または無水酢酸と三酸化酸化アンチモンを反応させることにより、酢酸アンチモニーを調製しました。
1。トリクロリドアンチモン法
1947年、H。Schmidtet al。西ドイツでは、SBCL3を無水酢酸と反応させることにより、SB（CH3COO）3を調製しました。反応式は次のとおりです。
SBCL3+3（CH3CO）2O == SB（CH3COO）3+3CH3COCL
2。アンチモン金属法
1954年、旧ソビエト連邦のタペイベアは、ベンゼン溶液中の金属アンチモンとペルオキシアセチルを反応させることにより、SB（CH3COO）3を調製しました。反応式は次のとおりです。
SB ＋（CH3COO）2 == SB（CH3COO）3
3。アンチモン三酸化法
1957年、西ドイツのF.ナルデルはSB2O3を使用して無水酢酸と反応してSB（CH3COO）3を生成しました。
SB2O3 ＋ 3 （CH3CO
この方法の欠点は、結晶が大きな断片に集約し、原子炉の内壁にしっかりと固執する傾向があり、製品の品質と色が低下することです。
4.アンチモン三酸化物溶媒法
上記の方法の欠点を克服するために、通常、Sb2O3と無水酢酸の反応中に中性溶媒が追加されます。特定の準備方法は次のとおりです。
（1）1968年、American Mosun Chemical CompanyのR. Thomsは、アンチモン酢酸の準備に関する特許を発表しました。特許は、アンチモン酢酸の細かい結晶を生成するために、中性溶媒としてキシレン（O-、M-、p-キシレン、またはその混合物）を使用しました。
（2）1973年、チェコ共和国は溶媒としてトルエンを使用して微細なアンチモン酢酸を生成する方法を発明しました。
iii。 3つのアンチモンベースの触媒の比較
| アンチモン三酸化物 | アンチモンアセテート | アンチモン糖 | |
| 基本的なプロパティ | 一般的にアンチモンホワイト、分子式SB 2 O 3、分子量291.51、白粉末、融点656℃。理論的なアンチモン含有量は約83.53％です。相対密度5.20g/ml。濃縮塩酸、濃縮硫酸、濃縮硝酸、タルタル酸、アルカリ溶液、水、アルコール、希薄硫酸に不溶性に溶けます。 | 分子式SB（AC）3、分子量298.89、理論的アンチモン含有量は約40.74％、融点126-131℃、密度1.22g/ml（25）、白またはオフホワイトの粉末、エチレングリコール、トルエンおよびキシレンに容易に溶けます。 | 分子式SB 2（例）3、分子量は約423.68、融点は＞100℃（12月）、理論的アンチモン含有量は約57.47％で、外観は白色の結晶性固体、非毒性、味がなく、吸収性のある湿気があります。エチレングリコールに簡単に溶けます。 |
| 合成方法と技術 | 主にStibnite法によって合成された方法：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 Ore / Limestone→加熱およびFuming→Collection | 業界では主にSB 2 O 3-合成に溶媒法を使用しています：SB2O3 ＋3（CH3CO）2O→2SB（AC）3Process：加熱逆流→熱還流→結晶化→結晶化→結晶化→真空乾燥→生成物：SB（AC）3は、容易に加水分解されます。湿った状態にあると、生産機器も乾燥している必要があります。 | 業界は主にSB 2 O 3メソッドを使用して合成します：SB 2 O 3 +3EG→SB 2（EG）3 +3H 2オプロセス：給餌（SB 2 O 3、添加物およびEG）→加熱および加圧反応→スラグ、不純物、水と水の除去加水分解を防ぐために水から隔離されてください。この反応は可逆反応であり、一般に反応は過剰なエチレングリコールを使用して製品水を除去することにより促進されます。 |
| アドバンテージ | 価格は比較的安価で、使いやすく、中程度の触媒活性と短いポリコンメーション時間があります。 | アンチモンアセテートはエチレングリコールに良好な溶解度を持ち、エチレングリコールで均等に分散しているため、アンチモンの利用効率を改善できます。アンチモンアセテートは、高触媒活性、低分解反応、良好な耐熱性、処理安定性の特性を持っています。 同時に、アンチモンアセテートを触媒として使用しても、共触媒とスタビライザーの添加は必要ありません。 アンチモン酢酸触媒系の反応は比較的軽度であり、特に積の品質は高く、特にアンチモン三酸化物（SB 2 O 3）システムの反応よりも優れています。 | 触媒は、エチレングリコールの溶解度が高い。ゼロベントアンチモンが除去され、鉄分子、塩化物、硫酸塩などの不純物が最も低い点まで減少し、装置のアセテートイオン腐食の問題を排除します; SB 2（例えば）3のSB 3+の問題は比較的高いです。 、触媒的役割を果たすSb 3+の量が大きいです。 Sb 2（例えば）3によって生成されるポリエステル製品の色は、Sb 2 O 3の色よりも優れているのは、元のSb 2 O 3であり、製品をより明るく白く見せます。 |
| 欠点 | エチレングリコールの溶解度は貧弱で、150°Cで4.04％しかありません。実際には、エチレングリコールは過剰であるか、溶解温度が150°Cを超えるまで増加します。ただし、Sb 2 O 3がエチレングリコールと120°Cを超えて長い間反応すると、エチレングリコールアンチモン沈殿が発生する可能性があり、Sb 2 o 3は多腸溶性反応で金属のはしごに還元され、ポリエステルチップの「灰色の霧」を引き起こし、製品の品質に影響を与える可能性があります。多価アンチモン酸化物の現象は、Sb 2 O 3の調製中に発生し、アンチモンの有効純度が影響を受けます。 | 触媒のアンチモン含有量は比較的低いです。酢酸不純物は腐食装置を導入し、環境を汚染し、廃水処理を助長しません。生産プロセスは複雑で、動作環境条件は貧弱で、汚染があり、製品は色を簡単に変えることができます。加熱時に分解するのは簡単で、加水分解生成物はSB2O3およびCH3COOHです。材料の滞留時間は、特に最終的な多腸の節約段階では長いです。これは、SB2O3システムよりも大幅に高くなっています。 | SB 2（例えば）3を使用すると、デバイスの触媒コストが増加します（PETの25％がフィラメントの自己スパインに使用される場合にのみ、コストの増加を相殺できます）。さらに、製品の色相のB値はわずかに増加します。 |