Serat poliester (PET) minangka macem-macem serat sintetik paling gedhe. Sandhangan sing digawe saka serat poliester nyaman, garing, gampang dicuci, lan cepet garing. Poliester uga akeh digunakake minangka bahan baku kanggo kemasan, benang industri, lan plastik rekayasa. Akibaté, poliester wis berkembang kanthi cepet ing saindenging jagad, mundhak kanthi rata-rata tingkat taunan 7% lan kanthi output gedhe.
Produksi poliester bisa dipérang dadi rute dimetil tereftalat (DMT) lan rute asam tereftalat (PTA) ing babagan rute proses lan bisa dipérang dadi proses intermiten lan proses terus-terusan ing babagan operasi. Preduli saka rute proses produksi diadopsi, reaksi polycondensation mbutuhake nggunakake senyawa logam minangka katalis. Reaksi polikondensasi minangka langkah kunci ing proses produksi poliester, lan wektu polikondensasi minangka kemacetan kanggo nambah asil. Peningkatan sistem katalis minangka faktor penting kanggo ningkatake kualitas poliester lan nyepetake wektu polikondensasi.
UrbanMines Tech. Limited minangka perusahaan Cina terkemuka sing spesialisasine ing R&D, produksi, lan pasokan poliester katalis antimon trioksida, antimon asetat, lan antimon glikol. Kita wis nganakake riset sing jero babagan produk kasebut-departemen R&D UrbanMines saiki ngringkes riset lan aplikasi katalis antimon ing artikel iki kanggo mbantu para pelanggan kanthi fleksibel ngetrapake, ngoptimalake proses produksi, lan nyedhiyakake daya saing lengkap produk serat poliester.
Sarjana domestik lan manca umume pracaya polycondensation polyester punika reaksi extension chain, lan mekanisme katalitik belongs kanggo koordinasi chelation, kang mbutuhake atom logam katalis kanggo nyedhiyani orbital kosong kanggo koordinasi karo pasangan busar saka elektron karbonil oksigen kanggo entuk tujuan katalisis. Kanggo polycondensation, wiwit Kapadhetan maya elektron oksigen karbonil ing klompok hydroxyethyl ester relatif kurang, elektronegativitas ion logam relatif dhuwur sak koordinasi, kanggo nggampangake koordinasi lan extension chain.
Ing ngisor iki bisa digunakake minangka katalis poliester: 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 lan oksida logam liyane, alkoholat, karboksilat, borat, halida lan amina, urea, guanidine, senyawa organik sing ngandhut belerang. Nanging, katalis sing saiki digunakake lan diteliti ing produksi industri utamane yaiku senyawa seri Sb, Ge, lan Ti. A nomer akeh pasinaon wis ditampilake sing: katalis basis Ge duwe reaksi sisih kurang lan gawé PET kualitas dhuwur, nanging aktivitas sing ora dhuwur, lan padha duwe sawetara sumber daya lan larang; katalis basis Ti duwe aktivitas dhuwur lan kacepetan reaksi cepet, nanging reaksi sisih katalitik sing luwih ketok, asil ing stabilitas termal miskin lan werna kuning prodhuk, lan padha umume mung bisa digunakake kanggo sintesis PBT, PTT, PCT, lsp; Katalis basis Sb ora mung luwih aktif. Kualitas produk dhuwur amarga katalis basis Sb luwih aktif, duwe reaksi sisih luwih sithik, lan luwih murah. Mulane, padha wis digunakake akeh. Antarane, katalis basis Sb sing paling umum digunakake yaiku antimoni trioksida (Sb2O3), antimoni asetat (Sb(CH3COO)3), lsp.
Nggoleki sejarah pangembangan industri poliester, kita bisa nemokake manawa luwih saka 90% tanduran poliester ing donya nggunakake senyawa antimon minangka katalis. Ing taun 2000, China wis ngenalake sawetara pabrik poliester, kabeh nggunakake senyawa antimon minangka katalis, utamane Sb2O3 lan Sb(CH3COO)3. Liwat upaya gabungan riset ilmiah, universitas, lan departemen produksi China, rong katalis kasebut saiki wis diprodhuksi sacara domestik.
Wiwit taun 1999, perusahaan kimia Prancis Elf ngluncurake katalis antimon glikol [Sb2 (OCH2CH2CO) 3] minangka produk sing ditingkatake saka katalis tradisional. Kripik poliester sing diasilake nduweni whiteness dhuwur lan spinnability apik, kang wis kepincut manungsa waé gedhe saka institusi riset katalis domestik, Enterprises, lan manufaktur polyester ing China.
I. Riset lan aplikasi antimon trioksida
Amerika Serikat minangka salah sawijining negara sing paling wiwitan ngasilake lan ngetrapake Sb2O3. Ing taun 1961, konsumsi Sb2O3 ing Amerika Serikat tekan 4.943 ton. Ing taun 1970-an, limang perusahaan ing Jepang ngasilake Sb2O3 kanthi total kapasitas produksi 6.360 ton saben taun.
Unit riset lan pangembangan Sb2O3 utama China utamane dikonsentrasi ing mantan perusahaan milik negara ing Provinsi Hunan lan Shanghai. UrbanMines Tech. Limited uga wis ditetepake baris produksi profesional ing Provinsi Hunan.
(Aku). Cara kanggo ngasilake antimon trioksida
Pabrikan Sb2O3 biasane nggunakake bijih sulfida antimon minangka bahan mentah. Antimon logam pisanan disiapake, banjur Sb2O3 diprodhuksi nggunakake antimon logam minangka bahan baku.
Ana rong cara utama kanggo ngasilake Sb2O3 saka antimoni metalik: oksidasi langsung lan dekomposisi nitrogen.
1. Cara oksidasi langsung
Antimon logam bereaksi karo oksigen nalika dadi panas kanggo mbentuk Sb2O3. Proses reaksi kaya ing ngisor iki:
4Sb＋3O2＝＝2Sb2O3
2. Ammonolisis
Logam antimon bereaksi karo klorin kanggo nyintesis antimon triklorida, sing banjur disuling, dihidrolisis, dimonolisis, dikumbah, lan dikeringake kanggo entuk produk Sb2O3 sing wis rampung. Persamaan reaksi dhasar yaiku:
2Sb＋3Cl2＝＝2SbCl3
SbCl3＋H2O＝＝SbOCl＋2HCl
4SbOCl＋H2O＝＝Sb2O3·2SbOCl＋2HCl
Sb2O3·2SbOCl＋OH＝＝2Sb2O3＋2NH4Cl＋H2O
(II). Panggunaan antimon trioksida
Panggunaan utama antimon trioksida minangka katalis polimerase lan tahan api kanggo bahan sintetik.
Ing industri poliester, Sb2O3 pisanan digunakake minangka katalis. Sb2O3 utamane digunakake minangka katalis polikondensasi kanggo rute DMT lan rute PTA awal lan umume digunakake ing kombinasi karo H3PO4 utawa enzim.
(III). Masalah karo antimon trioksida
Sb2O3 nduweni kelarutan sing kurang ing etilena glikol, kanthi kelarutan mung 4,04% ing 150°C. Mulane, nalika etilena glikol digunakake kanggo nyiapake katalis, Sb2O3 wis dispersibility miskin, kang bisa gampang nimbulaké katalis gedhe banget ing sistem polimerisasi, generate dhuwur-titik leleh trimers siklik, lan nggawa kangelan kanggo Spinning. Kanggo nambah kelarutan lan dispersibilitas Sb2O3 ing etilena glikol, umume diadopsi nggunakake etilena glikol sing berlebihan utawa nambah suhu pembubaran nganti ndhuwur 150 ° C. Nanging, ing ndhuwur 120 ° C, Sb2O3 lan etilena glikol bisa ngasilake presipitasi antimoni etilena glikol nalika tumindak bebarengan kanggo wektu sing suwe, lan Sb2O3 bisa dikurangi dadi antimoni metalik ing reaksi polikondensasi, sing bisa nyebabake "kabut" ing keripik poliester lan mengaruhi. kualitas produk.
II. Riset lan aplikasi antimon asetat
Cara persiapan antimon asetat
Ing wiwitan, antimon asetat disiapake kanthi reaksi antimon trioksida karo asam asetat, lan anhidrida asetat digunakake minangka agen dehidrasi kanggo nyerep banyu sing diasilake dening reaksi kasebut. Kualitas produk rampung sing dipikolehi kanthi cara iki ora dhuwur, lan butuh luwih saka 30 jam kanggo antimon trioksida larut ing asam asetat. Banjur, antimon asetat disiapake kanthi reaksi antimon logam, antimon trichloride, utawa antimoni trioksida karo anhidrida asetat, tanpa perlu agen dehidrasi.
1. Metode antimon trichloride
Ing taun 1947, H. Schmidt et al. ing Jerman Kulon nyiapake Sb(CH3COO)3 kanthi reaksi SbCl3 karo anhidrida asetat. Rumus reaksi kaya ing ngisor iki:
SbCl3+3(CH3CO)2O==Sb(CH3COO)3+3CH3COCl
2. Metode logam antimon
Ing taun 1954, TAPaybea saka tilas Uni Soviet nyiapake Sb(CH3COO)3 kanthi reaksi antimoni metalik lan peroksiasetil ing larutan benzena. Rumus reaksi yaiku:
Sb＋(CH3COO)2==Sb(CH3COO)3
3. Metode antimon trioksida
Ing taun 1957, F. Nerdel saka Jerman Kulon nggunakake Sb2O3 kanggo reaksi karo anhidrida asetat kanggo ngasilake Sb(CH3COO)3.
Sb2O3＋3（CH3CO）2O＝＝2Sb（CH3COO）3
Kerugian metode iki yaiku kristal cenderung nglumpukake dadi potongan gedhe lan nempel kanthi kuat ing tembok njero reaktor, nyebabake kualitas lan warna produk sing ora apik.
4. Metode pelarut antimon trioksida
Kanggo ngatasi kekurangan saka cara ing ndhuwur, pelarut netral biasane ditambahake sajrone reaksi Sb2O3 lan anhidrida asetat. Cara persiapan khusus yaiku:
(1) Ing taun 1968, R. Thoms saka American Mosun Chemical Company nerbitake paten babagan persiapan antimon asetat. Paten kasebut nggunakake xylene (o-, m-, p-xylene, utawa campurane) minangka pelarut netral kanggo ngasilake kristal antimoni asetat sing apik.
(2) Ing taun 1973, Republik Ceko nemokake cara kanggo ngasilake asetat antimoni sing apik nggunakake toluene minangka pelarut.
III. Perbandingan telung katalis berbasis antimon
| Antimon Trioksida | Antimon Asetat | Antimony Glycolate | |
| Sifat dhasar | Umumé dikenal minangka putih antimon, rumus molekul Sb 2 O 3, bobot molekul 291,51, bubuk putih, titik lebur 656 ℃. Isi antimoni teoritis kira-kira 83,53 %. Kapadhetan relatif 5,20g/ml . Larut ing asam hidroklorat pekat, asam sulfat pekat, asam nitrat pekat, asam tartarat lan larutan alkali, ora larut ing banyu, alkohol, asam sulfat encer. | Rumus molekul Sb(AC) 3 , bobot molekul 298,89 , kandungan antimon teoretis babagan 40,74 %, titik lebur 126-131 ℃ , Kapadhetan 1,22g / ml (25 ℃), bubuk putih utawa putih, gampang larut ing etilena glikol, toluene lan xylene. | Rumus molekul Sb 2 (EG) 3, Bobot molekul kira-kira 423,68, titik lebur yaiku ＞ 100 ℃ (dec.), konten antimony teoretis kira-kira 57,47 %, katon kristal putih padhet, ora beracun lan hambar, gampang nyerep kelembapan. Iku gampang larut ing etilena glikol. |
| Metode lan Teknologi Sintesis | Utamane disintesis kanthi metode 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 3 Cathetan: Stibnite / Bijih Besi / Limestone Pemanasan lan Fuming → Koleksi | Industri utamane nggunakake metode Sb 2 O 3 -pelarut kanggo sintesis: Sb2O3 ＋ 3 ( CH3CO ) 2O→ 2Sb(AC) 3Proses: refluks pemanasan → filtrasi panas → kristalisasi → pangatusan vakum → produk Cathetan: Sb(AC) 3 gampang dihidrolisis, dadi toluene pelarut netral utawa xylene sing digunakake kudu anhydrous, Sb 2 O 3 ora bisa ing negara udan, lan peralatan produksi uga kudu garing. | Industri utamane nggunakake metode Sb 2 O 3 kanggo sintesis: Sb 2 O 3 + 3EG → Sb 2 (EG) 3 + 3H 2 OProses: Feeding (Sb 2 O 3 , aditif lan EG) → reaksi pemanasan lan tekanan → mbusak slag , impurities lan banyu → decolorization → filtrasi panas → cooling lan crystallization → pamisahan lan pangatusan → produk Cathetan: Proses produksi kudu diisolasi saka banyu kanggo nyegah hidrolisis. Reaksi iki minangka reaksi sing bisa dibalik, lan umume reaksi kasebut dipromosikan kanthi nggunakake etilena glikol sing berlebihan lan ngilangi banyu produk. |
| Kaluwihan | Rega kasebut relatif murah, gampang digunakake, nduweni aktivitas katalitik moderat lan wektu polikondensasi sing cendhak. | Antimony acetate nduweni kelarutan sing apik ing etilena glikol lan disebarake kanthi merata ing etilena glikol, sing bisa ningkatake efisiensi pemanfaatan antimon; Ing wektu sing padha, nggunakake antimon asetat minangka katalis ora mbutuhake tambahan co-katalis lan stabilisator. Reaksi sistem katalitik antimon asetat relatif entheng, lan kualitas produk dhuwur, utamane warna, sing luwih apik tinimbang sistem antimon trioksida (Sb 2 O 3). | Katalis nduweni kelarutan dhuwur ing etilena glikol; antimony nol-valent dibusak, lan impurities kayata molekul wesi, klorida lan sulfat sing mengaruhi polycondensation suda kanggo titik paling, mbusak masalah karat ion asetat ing peralatan; Sb 3+ ing Sb 2 (EG) 3 punika relatif dhuwur. , sing bisa uga amarga kelarutan ing etilena glikol ing suhu reaksi luwih gedhe tinimbang Sb 2 O 3 Dibandhingake karo Sb(AC) 3, jumlah Sb 3+ sing nduweni peran katalitik luwih gedhe. Werna produk poliester sing diprodhuksi dening Sb 2 (EG) 3 luwih apik tinimbang Sb 2 O 3 Luwih dhuwur tinimbang asline, nggawe produk katon luwih cerah lan putih; |
| Kakurangan | Kelarutan ing etilena glikol kurang, mung 4,04% ing 150 ° C. Ing laku, etilena glikol kakehan utawa suhu disolusi tambah nganti ndhuwur 150°C. Nanging, nalika Sb 2 O 3 bereaksi karo etilena glikol kanggo wektu sing suwe ing ndhuwur 120 ° C, presipitasi antimoni etilena glikol bisa kedadeyan, lan Sb 2 O 3 bisa dikurangi dadi tangga logam ing reaksi polikondensasi, sing bisa nyebabake "kabut abu-abu. " ing kripik poliester lan mengaruhi kualitas produk. Fenomena oksida antimoni polyvalent dumadi nalika nyiapake Sb 2 O 3, lan kemurnian antimon sing efektif kena pengaruh. | Isi antimon katalis relatif kurang; impurities asam asetat ngenalaken peralatan corrode, rereged lingkungan, lan ora kondusif kanggo perawatan banyu sampah; proses produksi Komplek, kahanan lingkungan operasi miskin, ana polusi, lan produk gampang kanggo ngganti werna. Iku gampang kanggo decompose nalika digawe panas, lan produk hidrolisis Sb2O3 lan CH3COOH. Wektu panggonan material dawa, utamane ing tahap polikondensasi pungkasan, sing luwih dhuwur tinimbang sistem Sb2O3. | Panggunaan Sb 2 (EG) 3 nambah biaya katalis piranti (kenaikan biaya mung bisa diimbangi yen 25% PET digunakake kanggo filamen spinning). Kajaba iku, ing Nilai b saka hue produk mundhak rada. |