Fîbera Polyester (PET) celebek herî mezin a fîbera sentetîk e. Cil û bergên ku ji fîbera polesterê hatine çêkirin rehet, hişk, hêsan têne şuştin û zû hişk dibin. Polyester di heman demê de bi berfirehî wekî maddeya xav ji bo pakkirinê, darikên pîşesaziyê, û plastîkên endezyariyê jî tê bikar anîn. Wekî encamek, polester li çaraliyê cîhanê bi lez pêş ketiye, bi rêjeya salane ya navînî% 7 û bi hilberek mezin zêde dibe.
Hilberîna polîesterê di warê rêça pêvajoyê de dikare di rêça dimethyl terephthalate (DMT) û asîda terephthalic (PTA) de were dabeş kirin û di warê xebitandinê de dikare di pêvajoya navber û pêvajoya domdar de were dabeş kirin. Tevî ku riya pêvajoya hilberînê ya ku hatî pejirandin, reaksiyona polycondensation hewceyê karanîna pêkhateyên metal wekî katalîzator hewce dike. Reaksiyona polîkondensasyonê di pêvajoya hilberîna polesterê de gavek bingehîn e, û dema polîkondensasyonê ji bo baştirkirina berberiyê tengav e. Başkirina pergala katalîzatorê di baştirkirina kalîteya polester û kurtkirina dema polîkondensasyonê de faktorek girîng e.
UrbanMines Tech. Limited pargîdaniyek pêşeng a Chineseînî ye ku di R&D, hilberandin û peydakirina katalîzator-polester trioksîdê antîmon, antîmon acetate, û antîmon glycol de pispor e. Me lêkolînek kûr li ser van hilberan kiriye - beşa R&D ya UrbanMines naha lêkolîn û sepana katalîzatorên antîmonê di vê gotarê de kurt dike da ku ji xerîdarên me re bibe alîkar ku bi nermî serîlêdanê bikin, pêvajoyên hilberînê xweş bikin, û pêşbaziya berfireh a hilberên fîberê polester peyda bikin.
Zanyarên xwemalî û biyanî bi gelemperî bawer dikin ku polîester reaksiyonek dirêjkirina zincîreyê ye, û mekanîzmaya katalîtîk girêdayî hevrêziya kelasyonê ye, ku hewce dike ku atoma metalê ya katalîzator orbitalên vala peyda bike da ku bi cotê kemerê yên elektronên oksîjena karbonîl re hevrêz bike da ku bigihîje armanca xwe. katalîzasyon. Ji bo polîkondensasyonê, ji ber ku tîrêjiya ewrê elektronîkî ya oksîjena karbonîl a di koma hîdroksîetîl ester de nisbeten kêm e, elektronegatîvîteya îyonên metal di dema hevrêziyê de nisbeten bilind e, da ku hevrêzî û dirêjkirina zincîrê hêsan bike.
Yên jêrîn dikarin wekî katalîzatorên polester werin bikar anîn: 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 û oksîtên metal ên din, alkolat, karboksîlate, borat, halîd û amîn, ureas, guanidine, pêkhateyên organîk ên sulfur hene. Lêbelê, katalîzatorên ku niha di hilberîna pîşesaziyê de têne bikar anîn û têne lêkolîn kirin bi gelemperî pêkhateyên rêzikên Sb, Ge, û Ti ne. Hejmarek mezin ji lêkolînan destnîşan kir ku: Katalîzatorên Ge-based kêm reaksiyonên alî hene û PET-a kalîteya bilind hildiberînin, lê çalakiya wan ne zêde ye, û çavkaniyên wan kêm in û biha ne; Katalîzatorên bingeha Ti-yê xwedan çalakiyek bilind û leza reaksiyonê ya bilez in, lê reaksiyonên aliyên wan ên katalîtîk eşkeretir in, ku di encamê de aramiya germî û rengê zer a hilberê çêdibe, û ew bi gelemperî tenê ji bo senteza PBT, PTT, PCT têne bikar anîn, hwd.; Katalîzatorên Sb-ê ne tenê çalaktir in. Qalîteya hilberê bilind e ji ber ku katalîzatorên Sb-ê çalaktir in, reaksiyonên alî kêm in, û erzantir in. Ji ber vê yekê, ew bi berfirehî hatine bikaranîn. Di nav wan de, katalîzatorên bingehîn ên Sb-ê yên ku herî zêde têne bikar anîn trioksîdê antîmon (Sb2O3), antîmon acetate (Sb(CH3COO)3), hwd.
Li dîroka pêşkeftina pîşesaziya polesterê dinêrin, em dikarin bibînin ku ji% 90% nebatên polesterê yên li cîhanê pêkhateyên antîmonê wekî katalîzator bikar tînin. Di sala 2000 de, Chinaînê gelek nebatên polester destnîşan kir, ku hemî jî pêkhateyên antîmon wekî katalîzator bikar anîn, bi taybetî Sb2O3 û Sb(CH3COO)3. Bi hewildanên hevbeş ên lêkolîna zanistî, zanîngeh û beşên hilberînê yên Chineseînî, ev her du katalîzator naha bi tevahî li hundurê hatine hilberandin.
Ji sala 1999-an vir ve, pargîdaniya kîmyewî ya Frensî Elf katalîzatorek antîmon glycol [Sb2 (OCH2CH2CO) 3] wekî hilberek nûvekirî ya katalîzatorên kevneşopî da destpêkirin. Çîpên polesterê yên ku têne hilberandin xwedan spîbûnek bilind û rijandinek baş in, ku ji saziyên lêkolînê yên katalîzatorê navxweyî, pargîdanî û hilberînerên polesterê yên li Chinaînê bala mezin kişandiye.
I. Lêkolîn û sepandina trioksîdê antîmon
Dewletên Yekbûyî yek ji wan welatên pêşîn e ku Sb2O3 hilberandin û sepandin. Di sala 1961ê de li Amerîkayê serfkirina Sb2O3 gihîşt 4943 ton. Di salên 1970-an de, pênc pargîdaniyên Japonya Sb2O3 bi tevahî kapasîteya hilberînê ya 6,360 ton di salê de hilberandin.
Yekîneyên lêkolîn û pêşkeftinê yên sereke yên Sb2O3 yên Chinaînê bi giranî li pargîdaniyên berê yên dewletê yên li parêzgeha Hunan û Shanghai ne. UrbanMines Tech. Limited di heman demê de li parêzgeha Hunan xetek hilberîna profesyonel jî ava kiriye.
(EZ). Rêbaza hilberîna antîmon trioksîtê
Hilberîna Sb2O3 bi gelemperî wekî madeya xav madenê sulfide antîmon bikar tîne. Pêşî antîmona metal tê amadekirin, paşê Sb2O3 bi karanîna antîmona metal wekî madeya xav tê hilberandin.
Ji bo hilberandina Sb2O3 ji antîmona metalîk du rêbazên sereke hene: oksîdasyona rasterast û hilweşandina nîtrojenê.
1. Rêbaza oxidation Direct
Antîmona metal di bin germkirinê de bi oksîjenê re reaksiyonê dike û Sb2O3 çêdike. Pêvajoya reaksiyonê wiha ye:
4Sb＋3O2＝＝2Sb2O3
2. Ammonolysis
Metala antîmon bi klorê re reaksiyonê dike û trîkloridê antîmonê sentez dike, ku dûv re tê rijandin, hîdrolîz, ammonolîzekirin, şûştin û hişk kirin da ku hilbera qedandî ya Sb2O3 were bidestxistin. Wekheviya reaksiyonê ya bingehîn ev e:
2Sb＋3Cl2＝＝2SbCl3
SbCl3＋H2O＝＝SbOCl＋2HCl
4SbOCl＋H2O＝＝Sb2O3·2SbOCl＋2HCl
Sb2O3·2SbOCl＋OH＝＝2Sb2O3＋2NH4Cl＋H2O
(II). Bikaranîna antîmon trioxide
Bikaranîna sereke ya trioksîdê antîmon wekî katalîzatorek ji bo polîmerazê û retardantek agir ji bo materyalên sentetîk e.
Di pîşesaziya polesterê de, Sb2O3 yekem car wekî katalîzator hate bikar anîn. Sb2O3 bi gelemperî wekî katalîzatorek polîkondensasyonê ji bo riya DMT û riya PTA ya destpêkê tê bikar anîn û bi gelemperî bi H3PO4 an enzîmên wê re tê bikar anîn.
(III). Pirsgirêkên bi trioxide antîmon
Sb2O3 di etilen glycol de xwedan helbûnek nebaş e, ku di 150°C de tenê %4,04 çareserî ye. Ji ber vê yekê, dema ku ethylene glycol ji bo amadekirina katalîzatorê tê bikar anîn, Sb2O3 xwedan belavbûnek qels e, ku dikare bi hêsanî di pergala polîmerîzasyonê de bibe sedema katalîzatorek zêde, trimerên dorhêl ên xala helînê ya bilind çêbike, û zehmetiyan derxe holê. Ji bo baştirkirina çareserbûn û belavbûna Sb2O3 di etilen glycol de, bi gelemperî tê pejirandin ku meriv ethylene glycolek zêde bikar bîne an germahiya hilweşandinê ji jor 150 °C zêde bike. Lêbelê, li jor 120°C, Sb2O3 û ethylene glycol dema ku ew ji bo demek dirêj bi hev re tevdigerin dibe ku barîna antîmonê ya etilen glycol hilberînin, û Sb2O3 dibe ku di reaksiyona polîkondensasyonê de bibe antîmona metalîkî, ku dikare bibe sedema "mij"ê di çîpên polesterê de û bandor bike. kalîteya hilberê.
II. Lêkolîn û sepana antîmon acetate
Rêbaza amadekirina acetate antîmon
Di destpêkê de, antîmon acetate bi reaksiyona anhîdrîd a antîmon bi asîta acetîk re hate amadekirin, û anhîdradê acetîk wekî ajanek dehîdratê hate bikar anîn da ku ava ku ji ber reaksiyonê ve hatî hilberandin hilîne. Qalîteya hilbera qediyayî ya ku bi vê rêbazê hatî bidestxistin ne zêde bû, û ji 30 saetan zêdetir jê re lazim bû ku trioksîda antîmonê di asîdê acetîk de bihele. Dûv re, acetate antîmon bi reaksiyona antîmona metal, trichloride antîmon, an trioksîta antîmon bi anhîdrodê actîk re, bêyî ku hewcedarî bi ajanek dehîdratê be, hate amadekirin.
1. Rêbaza antîmon trichloride
Di 1947 de, H. Schmidt et al. li Almanyaya Rojava Sb(CH3COO)3 bi reaksiyona SbCl3 bi anhîdroda acetîk re amade kir. Formula reaksiyonê wiha ye:
SbCl3+3(CH3CO)2O==Sb(CH3COO)3+3CH3COCl
2. Metoda metal antîmon
Di sala 1954 de, TAPaybea Yekîtiya Sovyetê ya berê Sb (CH3COO) 3 bi reaksiyonê antîmonê metalîk û peroxyacetyl di nav çareseriyek benzenê de amade kir. Formula reaksiyonê ev e:
Sb＋(CH3COO)2==Sb(CH3COO)3
3. Rêbaza antîmon trioxide
Di sala 1957 de, F. Nerdel ji Almanyaya Rojava, Sb2O3 ji bo ku bi anhydride acetic re reaksiyonê bike Sb(CH3COO)3 bikar anî.
Sb2O3＋3（CH3CO）2O＝＝2Sb（CH3COO）3
Kêmasiya vê rêbazê ev e ku krîstal di nav perçeyên mezin de kom dibin û bi zexm li dîwarê hundurê reaktorê disekinin, di encamê de qelîteya hilber û rengê xirab dibe.
4. Rêbaza helwêstê trioxide antîmon
Ji bo derbaskirina kêmasiyên rêbaza jorîn, bi gelemperî di dema reaksiyona Sb2O3 û anhîdrîdê acetîk de çareserkerek bêalî tê zêdekirin. Rêbaza amadekirina taybetî wiha ye:
(1) Di sala 1968 de, R. Thoms ji Kompanyaya Kîmyayî ya Mosun a Amerîkî patentek li ser amadekirina acetate antîmon weşand. Di patentê de xylene (o-, m-, p-xylene, an jî têkeleka wan) wekî çareserkerek bêalî tê bikar anîn da ku krîstalên xweşik ên antîmon acetate hilberîne.
(2) Di sala 1973 de, Komara Çek rêbazek ji bo hilberandina acetate antîmonê ya baş bi karanîna toluene wekî çareserker îcad kir.
III. Berawirdkirina sê katalîzatorên antîmonê
| Antîmon Trioxide | Antîmon Acetate | Antîmon Glîkolat | |
| Taybetmendiyên bingehîn | Bi gelemperî wekî antîmon spî, formula molekular Sb 2 O 3, giraniya molekular 291.51, toza spî, xala helandinê 656℃ tê zanîn. Naveroka antîmonê ya teorîk ji %83,53 e. Tîrêjiya têkildar 5.20g/ml. Di asîda hîdrochlorîk a konsantrekirî, asîda sulfurîk a konsantrekirî, asîda nîtrîk a konsantrekirî, asîda tartarîk û çareseriya alkaliyê de, di nav avê, alkolê, asîda sulfurîk a zirav de nayê çareser kirin. | Formula molekulê Sb(AC) 3, giraniya molekulê 298,89, naveroka antîmonê ya teorîkî bi qasî 40,74%, xala helandinê 126-131 ℃, tîrêjê 1,22 g/ml (25℃), toza spî an spî, bi hêsanî di etilen glycol de tê çareser kirin. û xylene. | Formula molekulî Sb 2 (EG) 3, giraniya molekulê bi qasî 423.68 e, xala helandinê ＞ 100 ℃ (berfanbar) ye, naveroka antîmonê ya teorîkî bi qasî 57.47%, xuyangê kristal spî hişk e, ne jehrî û bê tam e, bi hêsanî şilbûna rewa. Ew bi hêsanî di ethylene glycol de tê çareser kirin. |
| Rêbaz û Teknolojiya Sentezê | Bi piranî bi rêbaza stibnît tê sentezkirin: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 3Têbînî: Stibnite / Kevirê Hesin→e / Germkirin û Xwarin → Berhevkirin | Pîşesazî bi giranî ji bo sentezkirinê rêbaza Sb 2 O 3 -solvent bikar tîne: Sb2O3 ＋ 3 (CH3CO) 2O→ 2Sb(AC) 3Pêvajo: refluksa germkirinê → parzûna germ → krîstalîzasyon → zuwakirina valahiya → hilberNîşe: Sb(AC) 3 e bi hêsanî hîdrolîz dibe, ji ber vê yekê toluene an xylene ya bêalî ya ku tê bikar anîn divê bêhîdro be, Sb 2 O 3 nikare di rewşek şil de be, û pêdivî ye ku amûrên hilberînê jî hişk bin. | Pîşesazî bi giranî rêbaza Sb 2 O 3 bikar tîne ji bo sentezkirinê: Sb 2 O 3 +3EG→Sb 2 (EG) 3 +3H 2 OPêvajo: Xwarin (Sb 2 O 3, lêzêde û EG) → reaksiyona germkirin û zextê → rakirina şeqê , nepakî û av → derengkirin → fîltrasyona germ → sarbûn û krîstalîzasyon → veqetandin û zuwakirin → hilber Têbînî: Pêvajoya hilberînê ji avê veqetandî ye ku pêşî li hîdrolîzê bigire. Ev reaksiyonê reaksiyonek vegerî ye, û bi gelemperî reaksiyonê bi karanîna ethylene glycol-a zêde û rakirina ava hilberê tê pêşve xistin. |
| Berjewendî | Biha bi nisbet erzan e, karanîna wê hêsan e, xwedan çalakiya katalîtîk a nerm û dema polîkondensasyona kurt e. | Acetate antîmon di etilen glycol de xwedan çareseriyek baş e û di etilen glycol de yeksan tê belav kirin, ku dikare karbidestiya karanîna antîmonê baştir bike; Acetate antîmon xwedan taybetmendiyên çalakiya katalîtîk a bilind, reaksiyona kêmbûna kêmbûnê, berxwedana germê ya baş û aramiya pêvajoyê ye; Di heman demê de, karanîna antîmon acetate wekî katalîzator hewce nake ku hev-katalîzator û stabîlîzker were zêdekirin. Reaksiyona pergala katalîtîk a antîmon acetate bi nisbeten sivik e, û kalîteya hilberê bilind e, nemaze reng, ku ji ya pergala trioksîdê antîmon (Sb 2 O 3 ) çêtir e. | Katalîzator di ethylene glycol de xwedan çareseriyek bilind e; antîmona zero-valent tê rakirin, û nepakîyên wekî molekulên hesin, klorîd û sulfatên ku bandorê li polîkondensasyonê dikin heya xala herî nizm têne kêm kirin, pirsgirêka korozyona îyona acetate ya li ser amûran ji holê radike; Sb 3+ di Sb 2 (EG) 3 de nisbeten bilind e. , ku dibe ku ji ber ku di germahiya reaksiyonê de di etilen glycolê de helbûna wê ji ya Sb 2 O 3 mezintir e Li gorî Sb (AC) 3 , mîqdara Sb 3+ ku rola katalîtîk dilîze mezintir e. Rengê hilbera polesterê ya ku ji hêla Sb 2 (EG) 3 ve hatî hilberandin ji ya Sb 2 O 3 çêtir e Ji orîjînal hinekî bilindtir e, ku hilber geş û spîtir xuya dike; |
| Lidijî | Di etilen glycol de helbûn kêm e, di 150°C de tenê %4,04 e. Di pratîkê de, ethylene glycol zêde ye an jî germahiya hilweşandinê ji 150 ° C re zêde dibe. Lêbelê, dema ku Sb 2 O 3 ji bo demek dirêj li jor 120 ° C bi etilen glycol re reaksiyonê dike, dibe ku barîna antîmonê ya etilen glycol çêbibe, û Sb 2 O 3 dibe ku di reaksiyona polîkondensasyonê de bibe nêrdewanek metalî, ku dikare bibe sedema "mijê gewr. "di çîpên polester de û bandorê li kalîteya hilberê dike. Di dema amadekirina Sb 2 O 3 de diyardeya oksîtên antîmonê yên pirvalent pêk tê, û paqijiya bandorker a antîmonê bandor dike. | Naveroka antîmon a katalîzatorê nisbeten kêm e; nepaqijiyên asîdê acetîk ên ku ketine alavan dişewitîne, hawîrdorê qirêj dike û ji bo paqijkirina ava çopê ne guncan e; pêvajoya hilberînê tevlihev e, şert û mercên hawirdora xebitandinê nebaş in, qirêjî heye, û hilber bi hêsanî reng biguhezîne. Dema ku tê germ kirin hêsan tê hilweşandin, û hilberên hîdrolîzê Sb2O3 û CH3COOH ne. Dema rûniştina materyalê dirêj e, nemaze di qonaxa polîkondensasyona paşîn de, ku ji pergala Sb2O3 bi girîngî bilindtir e. | Bikaranîna Sb 2 (EG) 3 lêçûna katalîzatorê ya cîhazê zêde dike (zêdebûna lêçûn tenê dikare were veqetandin heke% 25 PET ji bo xwe-zivirandina fîlan were bikar anîn). Wekî din, nirxa b ya rengê hilberê hinekî zêde dibe. |