Poliestera (PET) šķiedra ir lielākā sintētiskās šķiedras dažādība. Apģērbs, kas izgatavots no poliestera šķiedras, ir ērts, kraukšķīgs, viegli mazgājams un ātri nožūst. Poliesters tiek plaši izmantots arī kā izejviela iepakojumam, rūpnieciskiem pavedieniem un inženiertehniskajai plastmasai. Tā rezultātā poliesters ir strauji attīstījies visā pasaulē, palielinoties ar vidējo gada likmi 7% un ar lielu izlaidi.
Poliestera ražošanu var iedalīt dimetiltereftalāta (DMT) maršrutā un tereftalīnskābes (PTA) maršrutā procesa maršruta izteiksmē, un to var iedalīt periodiskā procesā un nepārtrauktā procesā darbības ziņā. Neatkarīgi no pieņemtā ražošanas procesa maršruta, polikondensācijas reakcijai ir jāizmanto metāla savienojumi kā katalizatori. Polikondensācijas reakcija ir galvenais solis ražošanas procesa solis, un polikondensācijas laiks ir sašaurinājums ražas uzlabošanai. Katalizatora sistēmas uzlabošana ir svarīgs faktors, lai uzlabotu poliestera kvalitāti un saīsinātu polikondensācijas laiku.
Urbanmines Tech. Limited ir vadošais ķīniešu uzņēmums, kas specializējas poliestera katalizatora pakāpes antimona trioksīda, antimona acetāta un antimona glikola un antimona glikola un antimona glikola, ražošanā un piegādi. Mēs esam veikuši padziļinātu pētījumu par šiem produktiem-R&D departaments tagad apkopo antimona katalizatoru pētījumu un pielietojumu šajā rakstā, lai palīdzētu mūsu klientiem elastīgi pielietot, optimizēt ražošanas procesus un nodrošinātu visaptverošu poliestera šķiedru produktu konkurētspēju.
Vietējie un ārvalstu zinātnieki parasti uzskata, ka poliestera polikondensācija ir ķēdes pagarinājuma reakcija, un katalītiskais mehānisms pieder helātu koordinācijai, kas prasa katalizatora metāla atomam nodrošināt tukšas orbitāles, lai koordinētu ar loka karbonilskābes elektronu pāriem, lai sasniegtu katalīzes mērķi. Polikondensācijai, tā kā karbonil skābekļa elektronu mākoņu blīvums hidroksietilesteru grupā ir salīdzinoši zems, koordinācijas laikā elektronegativitāte ir salīdzinoši augsta, lai atvieglotu koordināciju un ķēdes pagarinājumu.
The following can be used as polyester catalysts: 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 and other metal oxides, alcoholates, carboxylates, borates, halides and amines, ureas, guanidines, Sēru saturoši organiski savienojumi. Tomēr katalizatori, kas šobrīd tiek izmantoti un pētīti rūpnieciskajā ražošanā, galvenokārt ir SB, GE un TI sērijas savienojumi. Liels skaits pētījumu parādīja, ka: uz GE balstītiem katalizatoriem ir mazāk blakusparādību un tas rada augstas kvalitātes PET, taču to darbība nav augsta, un tiem ir maz resursu un tie ir dārgi; TI bāzes katalizatoriem ir augsta aktivitāte un ātras reakcijas ātrums, bet to katalītiskās sānu reakcijas ir acīmredzamākas, kā rezultātā rodas slikta termiskā stabilitāte un dzeltenā krāsa, un tos parasti var izmantot tikai PBT, PTT, PCT utt. Sintēzei; SB balstīti katalizatori ir ne tikai aktīvāki. Produkta kvalitāte ir augsta, jo uz SB balstīti katalizatori ir aktīvāki, ar mazāk sānu reakciju un ir lētāki. Tāpēc tie ir plaši izmantoti. Starp tiem visbiežāk izmantotie uz SB balstītie katalizatori ir antimona trioksīds (SB2O3), antimona acetāts (SB (CH3COO) 3) utt.
Aplūkojot poliestera rūpniecības attīstības vēsturi, mēs varam secināt, ka vairāk nekā 90% pasaules poliestera augu kā katalizatorus izmanto antimona savienojumus. Līdz 2000. gadam Ķīna bija ieviesusi vairākus poliestera augus, kas visi izmantoja antimona savienojumus kā katalizatorus, galvenokārt SB2O3 un SB (CH3COO) 3. Izmantojot Ķīnas zinātnisko pētījumu, universitāšu un ražošanas departamentu kopīgus centienus, šie divi katalizatori tagad ir pilnībā ražoti vietējā tirgū.
Kopš 1999. gada Francijas ķīmijas uzņēmums Elf ir uzsācis antimona glikola [SB2 (OCH2CH2CO) 3] katalizatoru kā modernizētu tradicionālo katalizatoru produktu. Izgatavotajām poliestera mikroshēmām ir augsta baltums un laba spinnabilitāte, kas ir piesaistījusi lielu uzmanību no vietējiem katalizatora pētniecības iestādēm, uzņēmumiem un poliestera ražotājiem Ķīnā.
I. Antimona trioksīda izpēte un piemērošana
Amerikas Savienotās Valstis ir viena no agrākajām valstīm, kas ražo un piemēro SB2O3. 1961. gadā SB2O3 patēriņš Amerikas Savienotajās Valstīs sasniedza 4 943 tonnas. 70. gados pieci Japānas uzņēmumi ražoja SB2O3 ar kopējo ražošanas jaudu 6360 tonnas gadā.
Ķīnas galvenās SB2O3 pētniecības un attīstības vienības galvenokārt ir koncentrētas bijušajiem valstij piederošajiem uzņēmumiem Hunanas provincē un Šanhajā. Urbanmines Tech. Limited ir izveidojis arī profesionālu ražošanas līniju Hunanas provincē.
(I). Antimona trioksīda ražošanas metode
SB2O3 ražošanā kā izejvielu parasti tiek izmantota antimona sulfīda rūda. Vispirms tiek sagatavots metāla antimons, un pēc tam SB2O3 tiek ražots, izmantojot metāla antimonu kā izejvielu.
Ir divas galvenās metodes SB2O3 ražošanai no metāla antimona: tieša oksidācija un slāpekļa sadalīšanās.
1. Tiešā oksidācijas metode
Metāla antimons reaģē ar skābekli zemē, veidojot SB2O3. Reakcijas process ir šāds:
4SB ＋ 3O2 ＝＝ 2SB2O3
2. Amonolīze
Antimona metāls reaģē ar hloru, lai sintezētu antimonu trihlorīdu, kuru pēc tam destilē, hidrolizē, amonolizē, mazgā un žāvē, lai iegūtu gatavo SB2O3 produktu. Pamata reakcijas vienādojums ir:
2SB ＋ 3Cl2 ＝＝ 2SBCL3
SBCL3 ＋ H2O ＝＝ SBOCL ＋ 2HCL
4SBOCL ＋ H2O ＝＝ SB2O3 · 2SBOCL ＋ 2HCL
SB2O3 · 2SBOCL ＋ OH ＝＝ 2SB2O3 ＋ 2NH4CL ＋ H2O
(Ii). Antimona trioksīda lietošana
Antimona trioksīda galvenā izmantošana ir kā polimerāzes katalizators un sintētisko materiālu liesmas slāpētājs.
Poliestera rūpniecībā SB2O3 vispirms tika izmantots kā katalizators. SB2O3 galvenokārt izmanto kā polikondensācijas katalizatoru DMT maršrutam un agrīnajam PTA maršrutam, un to parasti izmanto kombinācijā ar H3PO4 vai tā fermentiem.
(Iii). Problēmas ar antimona trioksīdu
SB2O3 ir slikta šķīdība etilēnglikolā ar šķīdību tikai 4,04% 150 ° C temperatūrā. Tāpēc, kad katalizatora sagatavošanai izmanto etilēnglikolu, SB2O3 ir slikta izkliedējamība, kas polimerizācijas sistēmā var viegli izraisīt pārmērīgu katalizatoru, radīt augstas krāsas punktu cikliskus trimerus un radīt grūtības vērpšanai. Lai uzlabotu SB2O3 šķīdību un izkliedējamību etilēnglikolā, parasti tiek izmantots pārmērīga etilēnglikola lietošana vai izšķīšanas temperatūras paaugstināšana virs 150 ° C. Tomēr virs 120 ° C, SB2O3 un etilēnglikols var izraisīt etilēnglikola antimona nokrišņus, kad tie ilgstoši darbojas kopā, un SB2O3 var samazināt līdz metāliskam antimonim polikondensācijas reakcijā, kas var izraisīt "miglu" poliestera mikroshēmās un ietekmēt produktu kvalitāti.
II. Antimona acetāta izpēte un piemērošana
Antimona acetāta sagatavošanas metode
Sākumā antimona acetāts tika sagatavots, reaģējot uz antimona trioksīdu ar etiķskābi, un etiķskābes anhidrīds tika izmantots kā dehidrējošs līdzeklis, lai absorbētu reakciju radīto ūdeni. Ar šo metodi iegūtā gatavā produkta kvalitāte nebija augsta, un antimona trioksīds izšķīst etiķskābē vairāk nekā 30 stundas. Vēlāk antimona acetāts tika sagatavots, reaģējot uz metāla antimonu, antimonu trihlorīdu vai antimona trioksīdu ar etiķētisko anhidrīdu, bez vajadzības pēc dehidrējoša līdzekļa.
1. Antimona trihlorīda metode
1947. gadā H. Schmidt et al. Rietumvācijā sagatavoja SB (CH3COO) 3, reaģējot SBCL3 ar etiķētisko anhidrīdu. Reakcijas formula ir šāda:
SBCL3+3 (CH3CO) 2O == SB (CH3COO) 3+3CH3COCL
2. Antimona metāla metode
1954. gadā bijušās Padomju Savienības Tapaybea benzola šķīdumā sagatavoja SB (CH3COO) 3, reaģējot uz metālisko antimonu un peroksiacetilu. Reakcijas formula ir:
SB ＋ (CH3COO) 2 == SB (CH3COO) 3
3. Antimona trioksīda metode
1957. gadā F. Nerdels no Rietumvācijas izmantoja SB2O3, lai reaģētu ar etiķētisko anhidrīdu, lai iegūtu SB (CH3COO) 3.
SB2O3 ＋ 3 （CH3CO） 2O ＝＝ 2SB （CH3COO） 3
Šīs metodes trūkums ir tāds, ka kristāliem ir tendence agregēties lielos gabaliņos un stingri pielīmēt pie reaktora iekšējās sienas, kā rezultātā rodas slikta produkta kvalitāte un krāsa.
4. Antimona trioksīda šķīdinātāja metode
Lai pārvarētu iepriekšminētās metodes trūkumus, SB2O3 un etiķiskā anhidrīda reakcijas laikā parasti pievieno neitrālu šķīdinātāju. Īpašā sagatavošanas metode ir šāda:
(1) 1968. gadā R. Thoms no American Mosun Chemical Company publicēja patentu antimona acetāta sagatavošanai. Patentā izmantoja ksilolu (O-, M-, p-ksilolu vai tā maisījumu) kā neitrālu šķīdinātāju, lai iegūtu smalkus antimona acetāta kristālus.
(2) 1973. gadā Čehija izgudroja metodi smalka antimona acetāta ražošanai, izmantojot toluolu kā šķīdinātāju.
III. Trīs antimona bāzes katalizatoru salīdzinājums
| Antimona trioksīds | Antimona acetāts | Antimona glikolāts | |
| Pamata īpašības | Parasti pazīstams kā Antimona baltais, molekulārā formula SB 2 O 3, molekulmasa 291,51, balts pulveris, kausēšanas punkts 656 ℃. Teorētiskais antimona saturs ir aptuveni 83,53 %. Relatīvais blīvums 5,20 g/ml. Šķīst koncentrētā sālsskābē, koncentrētā sērskābē, koncentrētā slāpekļskābē, vīnskābē un sārmu šķīdumā, nešķīst ūdenī, spirtā, atšķaidītu sērskābi. | Molekulārā formula SB (AC) 3, molekulmasa 298,89, teorētiskais antimona saturs apmēram 40,74 %, kušanas temperatūra 126-131 ℃, blīvums 1,22G/ml (25 ℃), balts vai balts pulveris, viegli šķīstot etilēnglikola, toluola un ksilēna. | Molekulārā formula SB 2 (piemēram) 3, molekulmasa ir aptuveni 423,68, kušanas temperatūra ir ＞ 100 ℃ (dec.), Teorētiskais antimona saturs ir aptuveni 57,47 %, izskats ir balts kristālisks, ciets, netoksisks un garšīgs, viegli absorbējams mitrums. Tas ir viegli šķīstošs etilēnglikolā. |
| Sintēzes metode un tehnoloģija | Galvenokārt sintezēts ar stibnīta metodi: 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 / dzelzs rūdas / kaļķakmens → Sildīšana un uzvārījums → Kolekcija → Kolekcija → Kolekcija → Collect → Collect | Nozare galvenokārt izmanto SB 2 O 3 -šķīdinātāju metodi sintēzei: SB2O3 ＋ 3 (CH3CO) 2O → 2SB (AC) 3Process: sildīšana Atstarošana → Karstā filtrācija → Kristalizācija → Vacuum Drying → ProductNote: SB (ac) 3 ir jābūt hidrolizētam, tātad neitrālam Soludenai vai Xylēnam ir jābūt. Mitrā stāvoklī, un ražošanas aprīkojumam jābūt arī sausam. | Nozare galvenokārt izmanto SB 2 O 3 metodi, lai sintezētu: SB 2 O 3 +3EG → SB 2 (piemēram) 3 +3H 2 OPROCESS: barošana (SB 2 O 3, piedevas un piemēram) → Sildīšana un spiediena reakcija → Sārda noņemšana, piemaisījumi un ūdens → Decolorizācija → Karstā filtrācija → Coolēšana un kristalizācija → Atdalīšana → → Izmantojot → Izmantojot → → Izmantojot → Izmantojot → Drāmi. Process ir jāizolē no ūdens, lai novērstu hidrolīzi. Šī reakcija ir atgriezeniska reakcija, un parasti reakciju veicina, izmantojot lieko etilēnglikola daudzumu un noņemot produkta ūdeni. |
| Priekšrocība | Cena ir salīdzinoši lēta, tā ir viegli lietojama, tai ir mērena katalītiskā aktivitāte un īss polikondensācijas laiks. | Antimony acetātam ir laba šķīdība etilēnglikolā un tas vienmērīgi izkliedēts etilēnglikolā, kas var uzlabot antimona izmantošanas efektivitāti; antimona acetātam ir augstas katalītiskās aktivitātes īpašības, mazāka noārdīšanās reakcija, laba karstuma izturība un apstrādes stabilitāte; Tajā pašā laikā antimona acetāta kā katalizatora izmantošanai nav nepieciešams pievienot līdzkatalizatoru un stabilizatoru. Antimona acetāta katalītiskās sistēmas reakcija ir samērā viegla, un produkta kvalitāte ir augsta, it īpaši krāsa, kas ir labāka nekā antimona trioksīda (SB 2 O 3) sistēmai. | Katalizatoram ir augsta etilēnglikola šķīdība; Tiek noņemts nulles vērtības antimons, un tādi piemaisījumi kā dzelzs molekulas, hlorīdi un sulfāti, kas ietekmē polikondensāciju, tiek samazināti līdz zemākajam punktam, novēršot acetāta jonu korozijas problēmu uz iekārtām; SB 3+ SB 2 (piemēram) 3 ir salīdzinoši augsta, kas var būt lielāka par SB 2, salīdzinot ar SB 2, salīdzinot ar SB 2, salīdzinot ar SB 2, salīdzinot ar SB 2, (Ac, ar SB 2, kas ir SB 2, salīdzinot ar SBB (Saleilēno, kas atrodas pret SB 2, kas ir SB 2. 3, SB 3+ daudzums, kam ir katalītiska loma, ir lielāks. Poliestera produkta krāsa, ko ražo SB 2 (piemēram) 3, ir labāka nekā SB 2 O 3, nedaudz augstāka nekā oriģinālā, padarot produktu gaišāku un baltāku; |
| Trūkums | Etilēnglikola šķīdība ir slikta, tikai 4,04% 150 ° C temperatūrā. Praksē etilēnglikols ir pārmērīgs vai izšķīdināšanas temperatūra tiek paaugstināta līdz virs 150 ° C. Tomēr, kad SB 2 O 3 ilgstoši reaģē ar etilēnglikolu virs 120 ° C, var rasties etilēnglikola antimona nokrišņi, un SB 2 O 3 var samazināt līdz metāla kāpnēm policondensācijas reakcijā, kas var izraisīt "pelēku miglu" poliesta mikroshēmās un ietekmēt produktu kvalitāti. Polalento antimona oksīdu fenomens rodas SB 2 O 3 sagatavošanas laikā, un tiek ietekmēta antimona efektīvā tīrība. | Katalizatora antimona saturs ir salīdzinoši zems; Etiķskābes piemaisījumi ieviesa korozijas aprīkojumu, piesārņo vidi un neveicina notekūdeņu apstrādi; Ražošanas process ir sarežģīts, darbības vides apstākļi ir slikti, ir piesārņojums, un produktu ir viegli mainīt. Karstuma laikā to ir viegli sadalīt, un hidrolīzes produkti ir SB2O3 un CH3COOH. Materiālā uzturēšanās laiks ir ilgs, it īpaši galīgajā polikondensācijas posmā, kas ir ievērojami augstāks nekā SB2O3 sistēmā. | SB 2 (piemēram) 3 izmantošana palielina ierīces katalizatora izmaksas (izmaksu pieaugumu var kompensēt tikai tad, ja 25% PET izmanto pavedienu pašpārbaudīšanai). Turklāt produkta nokrāsas B vērtība nedaudz palielinās. |