Полиестер (ПЕТ) влакна е најголемата разновидност на синтетичко влакно. Облеката направена од полиестерско влакно е удобна, јасна, лесна за миење и брза да се исуши. Полиестер е исто така широко користен како суровина за пакување, индустриски предива и инженерска пластика. Како резултат, Полиестер се развива брзо ширум светот, зголемувајќи се на просечна годишна стапка од 7% и со големо производство.
Производството на полиестер може да се подели на рутата диметил терефталат (DMT) и рутата на терефтална киселина (ПТА) во однос на процесот на трасата и може да се подели на наизменичен процес и континуиран процес во однос на работењето. Без оглед на усвоениот процес на производство, реакцијата на поликондензација бара употреба на метални соединенија како катализатори. Реакцијата на поликондензација е клучен чекор во процесот на производство на полиестер, а времето на поликондензација е тесно грло за подобрување на приносот. Подобрувањето на системот за катализатор е важен фактор за подобрување на квалитетот на полиестер и скратување на времето на поликондензација.
Урбанинска технологија. Limited е водечка кинеска компанија специјализирана за R&D, производство и снабдување со полиестерски катализаторски антимон триоксид, антимон ацетат и гликол на антимон. Ние спроведовме длабинско истражување за овие производи-одделот за R&D на урбанините сега го сумира истражувањето и примената на катализаторите на антимон во овој напис за да им помогнеме на нашите клиенти флексибилно да ги применат, да ги оптимизираат процесите на производство и да обезбедат сеопфатна конкурентност на производите на полиестерски влакна.
Домашните и странските научници генерално веруваат дека полиестерската поликондензација е реакција на продолжување на ланецот, а каталитичкиот механизам припаѓа на координацијата на хелацијата, за која е потребно металниот атом на катализатор да обезбеди празни орбитали за да се координира со лакот пар на електрони на карбонилен кислород за да се постигне целта на катализата. За поликондензација, бидејќи електронската густина на облак на карбонил кислород во групата хидроксиетил естер е релативно мала, електронегативноста на металните јони е релативно висока за време на координацијата, за да се олесни координацијата и проширувањето на ланецот.
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, Гуанидини, органски соединенија што содржат сулфур. Сепак, катализаторите кои моментално се користат и проучуваат во индустриското производство се главно соединенија на SB, GE и Ti серии. Голем број на студии покажаа дека: катализаторите базирани на ГЕ имаат помалку странични реакции и произведуваат висококвалитетно ПЕТ, но нивната активност не е голема, и тие имаат неколку ресурси и се скапи; Катализаторите базирани на Ti имаат голема активност и брза брзина на реакција, но нивните каталитички странични реакции се поочигледни, што резултира во лоша термичка стабилност и жолта боја на производот, и тие генерално можат да се користат само за синтеза на PBT, PTT, PCT, итн.; Катализаторите базирани на СБ не се само поактивни. Квалитетот на производот е висок затоа што катализаторите базирани на СБ се поактивни, имаат помалку странични реакции и се поевтини. Затоа, тие се широко користени. Меѓу нив, најчесто користените катализатори засновани на СБ се антимонистички триоксид (SB2O3), антимон ацетат (SB (CH3COO) 3), итн.
Гледајќи ја историјата на развој на полиестерската индустрија, можеме да откриеме дека повеќе од 90% од полиестерските растенија во светот користат антимони соединенија како катализатори. До 2000 г. Преку заедничките напори на кинеските научни истражувања, универзитетите и одделите за производство, овие две катализатори сега се целосно произведени.
Од 1999 г. Произведените полиестерски чипови имаат голема белина и добра вртење, што привлече големо внимание од домашните истражувачки институции за катализатор, претпријатија и производители на полиестер во Кина.
I. Истражување и примена на антимон триоксид
Соединетите држави се една од најраните земји за производство и примена на SB2O3. Во 1961 година, потрошувачката на SB2O3 во Соединетите држави достигна 4.943 тони. Во 1970 -тите, пет компании во Јапонија произведоа SB2O3 со вкупен производствен капацитет од 6.360 тони годишно.
Главните единици за истражување и развој на Кина SB2O3 главно се концентрирани во поранешните државни претпријатија во провинцијата Хунан и Шангај. Урбанинска технологија. Ограничена, исто така, воспостави професионална линија за производство во провинцијата Хунан.
(I). Метод за производство на антимон триоксид
Производството на SB2O3 обично користи антимон сулфид руда како суровина. Металниот антимон е прво подготвен, а потоа SB2O3 се произведува со употреба на метална антимон како суровина.
Постојат два главни методи за производство на SB2O3 од металик антимон: директна оксидација и распаѓање на азот.
1. Метод на директна оксидација
Металниот антимон реагира со кислород под загревање за да формира SB2O3. Процесот на реакција е како што следува:
4SB ＋ 3O2 ＝＝ 2SB2O3
2. Амонолиза
Антимон метал реагира со хлор за да се синтетизира антимон трихлорид, кој потоа се дестилира, хидролизиран, амолизиран, измиен и сушен за да се добие готовиот производ SB2O3. Основната равенка на реакција е:
2SB ＋ 3Cl2 ＝＝ 2SBCL3
SBCL3 ＋ H2O ＝＝ SBOCL ＋ 2HCl
4SBOCL ＋ H2O ＝＝ SB2O3 · 2SBOCL ＋ 2HCl
SB2O3 · 2SBOCL ＋ OH ＝＝ 2SB2O3 ＋ 2NH4CL ＋ H2O
(Ii). Употреба на антимон триоксид
Главната употреба на антимониран триоксид е како катализатор за полимераза и ретардант на пламен за синтетички материјали.
Во полиестерската индустрија, SB2O3 за прв пат се користеше како катализатор. SB2O3 главно се користи како катализатор на поликондензација за маршрутата DMT и раната PTA рута и генерално се користи во комбинација со H3PO4 или неговите ензими.
(Iii). Проблеми со антимон триоксид
SB2O3 има лоша растворливост во етилен гликол, со растворливост од само 4,04% на 150 ° C. Затоа, кога етилен гликол се користи за подготовка на катализатор, SB2O3 има лоша дисперзија, што може лесно да предизвика прекумерен катализатор во системот за полимеризација, да генерира циклични тримери со висока топена точка и да донесе потешкотии за вртење. За подобрување на растворливоста и дисперзибилноста на SB2O3 во етилен гликол, генерално се усвојува да се користи прекумерен етилен гликол или да се зголеми температурата на растворање на над 150 ° C. Како и да е, над 120 ° C, SB2O3 и етилен гликол може да произведат врнежи од етилен гликол антимон, кога тие дејствуваат заедно долго време, а SB2O3 може да се сведе на металик антимон во реакцијата на поликондензација, што може да предизвика „магла“ во полиестерските чипови и да влијае на квалитетот на производот.
Ii. Истражување и примена на антимон ацетат
Метод на подготовка на антимон ацетат
На почетокот, антимон ацетат беше подготвен со реагирање на антимон триоксид со оцетна киселина, а оцетен анхидрид се користеше како дехидриран агенс за да ја апсорбира водата генерирана од реакцијата. Квалитетот на готовиот производ добиен со овој метод не беше висок, и беа потребни повеќе од 30 часа за антимон триоксид да се раствори во оцетна киселина. Подоцна, антимон ацетат беше подготвен со реагирање на метал антимон, антимон трихлорид или антимон триоксид со оцетен анхидрид, без потреба од дехидрирачки агенс.
1. Метод на антимон трихлорид
Во 1947 година, Х. Шмит и др. Во Западна Германија подготви SB (CH3COO) 3 со реагирање на SBCL3 со оцетен анхидрид. Формулата за реакција е како што следува:
SBCL3+3 (CH3CO) 2O == SB (CH3COO) 3+3CH3COCL
2 Метод на метал од антимон
Во 1954 година, Тапајбеа на поранешниот Советски Сојуз го подготви СБ (CH3COO) 3 со реагирање на металик антимон и пероксиацетил во раствор на бензен. Формулата за реакција е:
SB ＋ (CH3COO) 2 == SB (CH3COO) 3
3. Метод на триоксид на антимон
Во 1957 година, Ф. Нердел од Западна Германија користеше SB2O3 за да реагира со оцетен анхидрид за производство на SB (CH3COO) 3.
SB2O3 ＋ 3 （CH3CO） 2O ＝＝ 2SB （CH3COO） 3
Недостаток на овој метод е што кристалите имаат тенденција да се соберат на големи парчиња и цврсто да се држат до внатрешниот wallид на реакторот, што резултира во слаб квалитет на производот и боја.
4. Метод на растворувач на триоксид на антимон
За надминување на недостатоците на горенаведениот метод, неутрален растворувач обично се додава за време на реакцијата на SB2O3 и оцетен анхидрид. Специфичниот метод на подготовка е како што следува:
(1) Во 1968 година, Р. Томс од американската хемиска компанија Мосун објави патент за подготовка на антимон ацетат. Патентот користел ксилен (o-, m-, p-ксилен или нивна мешавина) како неутрален растворувач за производство на фини кристали на антимон ацетат.
(2) Во 1973 година, Чешката Република измисли метод за производство на фино антимон ацетат со употреба на толуен како растворувач.
Iii. Споредба на три катализатори засновани на антимон
| Антимон триоксид | Антимон ацетат | Антимон гликолат | |
| Основни својства | Обично познат како антимон бела, молекуларна формула SB 2 O 3, молекуларна тежина 291,51, бел прав, точка на топење 656. Теоретската содржина на антимон е околу 83,53 %. Релативна густина 5.20g/ml. Растворлив во концентрирана хлороводородна киселина, концентрирана сулфурна киселина, концентрирана азотна киселина, тартарична киселина и раствор на алкали, нерастворлив во вода, алкохол, разредена сулфурна киселина. | Молекуларна формула SB (AC) 3, молекуларна тежина 298,89, теоретска содржина на антимон околу 40,74 %, точката на топење 126-131 ℃, густина 1,22g/ml (25 ℃), бел или бел прашок, лесно растворлив во етилен гликол, толуен и ксилен. | Молекуларна формула SB 2 (на пр) 3, молекуларната тежина е околу 423,68, точката на топење е 100 ℃ (декември.), Теоретската содржина на антимон е околу 57,47 %, изгледот е бел кристален цврст, нетоксичен и без вкус, лесен за апсорпција на влага. Лесно е растворлив во етилен гликол. |
| Метод и технологија за синтеза | Главно синтетизиран со Стибнит метод: 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: Стибнит / железо руда / варовник → загревање и флуирање → колекција | The industry mainly uses Sb 2 O 3 -solvent method for synthesis:Sb2O3 ＋ 3 ( CH3CO ) 2O→ 2Sb(AC) 3Process: heating reflux → hot filtration → crystallization → vacuum drying → productNote: Sb(AC) 3 is easily hydrolyzed, so the neutral solvent toluene or xylene used must be anhydrous, SB 2 O 3 не може да биде во влажна состојба, а опремата за производство исто така мора да биде сува. | Индустријата главно го користи методот SB 2 O 3 за синтетизирање: SB 2 O 3 +3EG → SB 2 (на пр.) 3 +3H 2 Oprocess: Хранење (SB 2 O 3, адитиви и на пр. Процесот треба да биде изолиран од вода за да се спречи хидролиза. Оваа реакција е реверзибилна реакција и генерално реакцијата се промовира со употреба на вишок етилен гликол и отстранување на водата на производот. |
| Предност | Цената е релативно евтина, лесна за употреба, има умерена каталитичка активност и кратко време на поликондензација. | Антимон ацетат има добра растворливост во етилен гликол и е рамномерно распрснато во етилен гликол, што може да ја подобри ефикасноста на искористување на антимон; антимон ацетат има карактеристики на висока каталитичка активност, помала реакција на деградација, добра отпорност на топлина и стабилност на обработката; Во исто време, користењето на антимон ацетат како катализатор не бара додавање на ко-катализатор и стабилизатор. Реакцијата на каталитичкиот систем на антимон ацетат е релативно благ, а квалитетот на производот е висок, особено бојата, што е подобра од онаа на системот за антимон триоксид (SB 2 O 3). | Катализаторот има голема растворливост во етилен гликол; zero-valent antimony is removed, and impurities such as iron molecules, chlorides and sulfates that affect polycondensation are reduced to the lowest point, eliminating the problem of acetate ion corrosion on equipment;Sb 3+ in Sb 2 (EG) 3 is relatively high, which may be because its solubility in ethylene glycol at the reaction temperature is greater than that of Sb 2 O 3 Compared Со SB (AC) 3, количината на SB 3+ што игра каталитичка улога е поголема. Бојата на полиестерскиот производ произведен од SB 2 (на пр) 3 е подобра од онаа на Sb 2 O 3 малку повисока од оригиналот, со што производот изгледа посветл и побелен; |
| Недостаток | Растворливоста во етилен гликол е слаба, само 4,04% на 150 ° C. Во пракса, етилен гликол е прекумерен или температурата на растворање се зголемува на над 150 ° C. Меѓутоа, кога SB 2 O 3 реагира со етилен гликол долго време на над 120 ° C, може да се појават етилен гликол антимон врнежи, а SB 2 O 3 може да се сведе на метална скала во реакцијата на поликондензација, што може да предизвика „сива магла“ во полиестерските чипови и да влијае на квалитетот на производот. Феноменот на поливалентни антимони оксиди се јавува за време на подготовката на SB 2 O 3 и влијае на ефективната чистота на антимон. | Содржината на антимон на катализаторот е релативно мала; Нечистотиите на оцетна киселина воведоа опрема за корода, ја загадуваат околината и не се погодни за третман на отпадни води; Процесот на производство е комплексен, условите за оперативно опкружување се лоши, има загадување, а производот е лесен за промена на бојата. Лесно е да се распаѓа кога се загрева, а производите за хидролиза се SB2O3 и CH3COOH. Времето на престој на материјалот е долго, особено во последната фаза на поликондензација, што е значително повисоко од системот SB2O3. | Употребата на SB 2 (на пр) 3 ја зголемува цената на катализаторот на уредот (зголемувањето на трошоците може да се компензира само доколку 25% од ПЕТ се користи за само-список на нишки). Покрај тоа, Б вредноста на нијансата на производот малку се зголемува. |