Il-fibra tal-poliester (PET) hija l-akbar varjetà ta 'fibra sintetika. Ħwejjeġ magħmula minn fibra tal-poliester huwa komdu, iqarmeċ, faċli biex jinħasel, u malajr biex jinxef. Il-poliester jintuża wkoll ħafna bħala materja prima għall-imballaġġ, ħjut industrijali, u plastik tal-inġinerija. Bħala riżultat, il-poliester żviluppa malajr mad-dinja kollha, u żdied b'rata medja annwali ta '7% u bi produzzjoni kbira.
Il-produzzjoni tal-poliester tista 'tinqasam fi rotta tad-dimetil terephthalate (DMT) u r-rotta tal-aċidu tereftaliku (PTA) f'termini ta' rotta tal-proċess u tista 'tinqasam fi proċess intermittenti u proċess kontinwu f'termini ta' operazzjoni. Irrispettivament mir-rotta tal-proċess ta 'produzzjoni adottata, ir-reazzjoni tal-polikondensazzjoni teħtieġ l-użu ta' komposti tal-metall bħala katalizzaturi. Ir-reazzjoni tal-polikondensazzjoni hija pass ewlieni fil-proċess tal-produzzjoni tal-poliester, u l-ħin tal-polikondensazzjoni huwa l-konġestjoni għat-titjib tar-rendiment. It-titjib tas-sistema tal-katalist huwa fattur importanti fit-titjib tal-kwalità tal-poliester u tqassar il-ħin tal-polikondensazzjoni.
Urbanmines Tech. Limited hija kumpanija Ċiniża ewlenija li tispeċjalizza fl-R & D, il-produzzjoni, u l-provvista ta 'triossidu ta' antimonju ta 'grad tal-poliester, aċetat tal-antimonju, u glycol antimonju. Aħna wettaq riċerka fil-fond dwar dawn il-prodotti - id-Dipartiment ta 'l-Urbanmines ta' l-R & D issa jiġbor fil-qosor ir-riċerka u l-applikazzjoni ta 'katalisti ta' antimonju f'dan l-artikolu biex jgħinu lill-klijenti tagħna japplikaw b'mod flessibbli, jottimizzaw il-proċessi ta 'produzzjoni, u jipprovdu kompetittività komprensiva tal-prodotti tal-fibra tal-poliester.
Studjużi domestiċi u barranin ġeneralment jemmnu li l-polikondensazzjoni tal-poliester hija reazzjoni ta 'estensjoni tal-katina, u l-mekkaniżmu katalitiku jappartjeni għal koordinazzjoni ta' ċelazzjoni, li teħtieġ l-atomu tal-metall katalist biex jipprovdu orbitali vojta biex jikkoordinaw mal-par tal-ark ta 'elettroni ta' karbonil ta 'ossiġenu biex jilħqu l-iskop tal-katalisi. Għall-polikondensazzjoni, peress li d-densità tas-sħab tal-elettroni tal-ossiġenu tal-karbonil fil-grupp ta 'l-idrossietil ester hija relattivament baxxa, l-elettronegatività ta' joni tal-metall hija relattivament għolja waqt il-koordinazzjoni, biex tiffaċilita l-koordinazzjoni u l-estensjoni tal-katina.
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, komposti organiċi li fihom il-kubrit. Madankollu, il-katalisti li bħalissa jintużaw u studjati fil-produzzjoni industrijali huma prinċipalment komposti tas-serje SB, GE, u TI. Numru kbir ta 'studji wrew li: katalizzaturi bbażati fuq il-GE għandhom inqas reazzjonijiet sekondarji u jipproduċu PET ta' kwalità għolja, iżda l-attività tagħhom mhix għolja, u għandhom ftit riżorsi u jiswew ħafna flus; Katalizzaturi bbażati fuq it-TI għandhom attività għolja u veloċità ta 'reazzjoni veloċi, iżda r-reazzjonijiet tal-ġenb katalitiċi tagħhom huma aktar ovvji, li jirriżultaw fi stabbiltà termali fqira u kulur isfar tal-prodott, u ġeneralment jistgħu jintużaw biss għas-sintesi ta' PBT, PTT, PCT, eċċ.; Katalizzaturi bbażati fuq l-SB mhumiex biss aktar attivi. Il-kwalità tal-prodott hija għolja minħabba li l-katalizzaturi bbażati fuq l-SB huma aktar attivi, għandhom inqas reazzjonijiet sekondarji, u huma orħos. Għalhekk, intużaw ħafna. Fost dawn, il-katalizzaturi bbażati fuq l-SB l-aktar użati huma triossidu antimonju (SB2O3), aċetat tal-antimonju (SB (CH3COO) 3), eċċ.
Meta wieħed iħares lejn l-istorja tal-iżvilupp tal-industrija tal-poliester, nistgħu nsibu li aktar minn 90% tal-pjanti tal-poliester fid-dinja jużaw komposti tal-antimonju bħala katalisti. Sal-2000, iċ-Ċina kienet introduċiet diversi pjanti tal-poliester, li kollha użaw il-komposti tal-antimonju bħala katalisti, prinċipalment SB2O3 u SB (CH3COO) 3. Permezz tal-isforzi konġunti tar-riċerka xjentifika Ċiniża, l-universitajiet u d-dipartimenti tal-produzzjoni, dawn iż-żewġ katalisti issa ġew prodotti kompletament domestikament.
Mill-1999, il-Kumpanija Kimika Franċiża ELF nediet katalizzatur ta 'Antimony Glycol [SB2 (OCH2CH2CO) 3] bħala prodott aġġornat ta' katalisti tradizzjonali. Iċ-ċipep tal-poliester prodotti għandhom bjuda għolja u spinnability tajba, li ġibdet attenzjoni kbira minn istituzzjonijiet ta 'riċerka tal-katalisti domestiċi, intrapriżi u manifatturi tal-poliester fiċ-Ċina.
I. Riċerka u Applikazzjoni tat-Triossidu tal-Antimonju
L-Istati Uniti huma wieħed mill-ewwel pajjiżi li jipproduċu u japplikaw SB2O3. Fl-1961, il-konsum ta 'SB2O3 fl-Istati Uniti laħaq 4,943 tunnellata. Fis-snin sebgħin, ħames kumpaniji fil-Ġappun ipproduċew SB2O3 b'kapaċità ta 'produzzjoni totali ta' 6,360 tunnellata fis-sena.
L-unitajiet ewlenin ta 'riċerka u żvilupp taċ-Ċina SB2O3 huma kkonċentrati prinċipalment f'intrapriżi ta' qabel tal-istat fil-Provinċja ta 'Hunan u Shanghai. Urbanmines Tech. Limited stabbilixxa wkoll linja ta ’produzzjoni professjonali fil-provinċja ta’ Hunan.
(I). Metodu għall-produzzjoni ta 'triossidu ta' antimonju
Il-manifattura ta 'SB2O3 ġeneralment tuża minerali tas-sulfid tal-antimonju bħala materja prima. L-antimonju tal-metall huwa l-ewwel ippreparat, u mbagħad SB2O3 huwa prodott bl-użu ta 'antimonju tal-metall bħala materja prima.
Hemm żewġ metodi ewlenin għall-produzzjoni ta 'SB2O3 minn antimonju metalliku: ossidazzjoni diretta u dekompożizzjoni tan-nitroġenu.
1. Metodu ta 'ossidazzjoni dirett
L-antimonju tal-metall jirreaġixxi bl-ossiġnu taħt tisħin biex jifforma SB2O3. Il-proċess ta 'reazzjoni huwa kif ġej:
4SB ＋ 3O2 ＝＝ 2SB2O3
2. Ammonolisi
Metall tal-antimonju jirreaġixxi mal-klorin biex sintetizza t-triklorid tal-antimonju, li mbagħad jiġi distillat, idrolizzat, ammonolizzat, maħsul u mnixxef biex jikseb il-prodott SB2O3 lest. L-ekwazzjoni bażika tar-reazzjoni hija:
2SB ＋ 3Cl2 ＝＝ 2SBCL3
SBCL3 ＋ H2O ＝＝ SBocl ＋ 2HCl
4SBocl ＋ H2O ＝＝ SB2O3 · 2SBOCL ＋ 2HCL
SB2O3 · 2SBOCL ＋ OH ＝＝ 2SB2O3 ＋ 2NH4CL ＋ H2O
(Ii). Użi ta 'triossidu tal-antimonju
L-użu ewlieni tat-triossidu tal-antimonju huwa bħala katalist għall-polimerażi u ritardant tal-fjammi għal materjali sintetiċi.
Fl-industrija tal-poliester, SB2O3 intuża l-ewwel bħala katalist. SB2O3 jintuża prinċipalment bħala katalist tal-polikondensazzjoni għar-rotta DMT u r-rotta PTA bikrija u ġeneralment jintuża flimkien ma 'H3PO4 jew l-enzimi tiegħu.
(Iii). Problemi bit-triossidu tal-antimonju
SB2O3 għandu solubilità ħażina fl-etilene glycol, b'solubilità ta '4.04% biss f'150 ° C. Għalhekk, meta l-etilene glycol jintuża biex iħejji l-katalist, SB2O3 għandu dispersibilità ħażina, li tista 'faċilment tikkawża katalist eċċessiv fis-sistema ta' polimerizzazzjoni, tiġġenera trimers ċikliċi b'punt għoli, u ġġib diffikultajiet għall-għażil. Sabiex titjieb is-solubilità u d-dispersibilità ta 'SB2O3 fl-etilene glycol, ġeneralment huwa adottat biex tuża etilene glycol eċċessiv jew iżżid it-temperatura ta' dissoluzzjoni għal 'l fuq minn 150 ° C. Madankollu, 'il fuq minn 120 ° C, SB2O3 u etilene-glycol jistgħu jipproduċu preċipitazzjoni ta' antimonju ta 'l-etilene glycol meta jaġixxu flimkien għal żmien twil, u SB2O3 jista' jitnaqqas għal antimonju metalliku fir-reazzjoni tal-polikondensazzjoni, li jista 'jikkawża "FOG" f'Cips tal-poliester u jaffettwa l-kwalità tal-prodott.
II. Riċerka u applikazzjoni ta 'aċetat ta' antimonju
Metodu ta 'preparazzjoni ta' l-aċetat tal-antimonju
Għall-ewwel, l-aċetat tal-antimonju kien ippreparat billi rreaġixxa triossidu tal-antimonju bl-aċidu aċetiku, u l-anidrid aċetiku ntuża bħala aġent deidratanti biex jassorbi l-ilma ġġenerat mir-reazzjoni. Il-kwalità tal-prodott lest miksub b'dan il-metodu ma kinitx għolja, u ħadet aktar minn 30 siegħa biex triossidu tal-antimonju jinħall fl-aċidu aċetiku. Aktar tard, l-aċetat tal-antimonju kien ippreparat billi rreaġixxa antimonju tal-metall, triklorur tal-antimonju, jew triossidu tal-antimonju b'anhydride aċetiku, mingħajr il-bżonn ta 'aġent ta' deidrazzjoni.
1. Metodu ta 'triklorid ta' antimonju
Fl-1947, H. Schmidt et al. Fil-Ġermanja tal-Punent ipprepara SB (CH3COO) 3 billi rreaġixxiet SBCL3 bl-anhydride aċetiku. Il-formula ta 'reazzjoni hija kif ġej:
SBCL3 + 3 (CH3CO) 2O == SB (CH3COO) 3 + 3CH3COCL
2. Metodu tal-metall antimonju
Fl-1954, Tapaybea tal-ex Unjoni Sovjetika ħejja SB (CH3COO) 3 billi rreaġixxiet antimonju metalliku u peroxyacetyl f'soluzzjoni tal-benżina. Il-formula ta 'reazzjoni hija:
SB ＋ (CH3COO) 2 == SB (CH3COO) 3
3. Metodu tat-triossidu tal-antimonju
Fl-1957, F. Nerdel tal-Ġermanja tal-Punent uża SB2O3 biex jirreaġixxi ma 'anhydride aċetiku biex jipproduċi SB (CH3COO) 3.
SB2O3 ＋ 3 （CH3CO） 2O ＝＝ 2SB （CH3COO） 3
L-iżvantaġġ ta 'dan il-metodu huwa li l-kristalli għandhom it-tendenza li jinġabru f'biċċiet kbar u jeħlu sew mal-ħajt ta' ġewwa tar-reattur, li jirriżulta fi kwalità u kulur fqir tal-prodott.
4. Metodu tas-solvent tat-triossidu tal-antimonju
Biex tingħeleb in-nuqqasijiet tal-metodu ta 'hawn fuq, solvent newtrali ġeneralment jiżdied waqt ir-reazzjoni ta' SB2O3 u anidrid aċetiku. Il-metodu ta 'preparazzjoni speċifiku huwa kif ġej:
(1) Fl-1968, R. Thoms tal-Kumpanija Kimika Mosun Amerikana ppubblikaw brevett dwar il-preparazzjoni ta 'l-aċetat ta' l-antimonju. Il-brevett użat xilen (O-, M-, p-xylene, jew taħlita tiegħu) bħala solvent newtrali biex jipproduċi kristalli fini ta 'aċetat tal-antimonju.
(2) Fl-1973, ir-Repubblika Ċeka vvinta metodu biex tipproduċi l-aċetat tal-antimonju fin bl-użu tat-toluene bħala solvent.
Iii. Tqabbil ta 'tliet katalisti bbażati fuq l-antimonju
| Triossidu tal-antimonju | Aċetat tal-antimonju | Antimonju glycolate | |
| Propjetajiet bażiċi | Magħruf komunement bħala Antimony White, Formula Molekulari SB 2 O 3, Piż Molekulari 291.51, Trab Abjad, Punt ta 'Tdub 656 ℃. Il-kontenut ta 'antimonju teoretiku huwa ta' madwar 83.53%. Densità relattiva 5.20g / mL. Solubbli fl-aċidu idrokloriku kkonċentrat, aċidu sulfuriku kkonċentrat, aċidu nitriku kkonċentrat, aċidu tartariku u soluzzjoni alkali, li ma jinħallx fl-ilma, l-alkoħol, aċidu sulfuriku dilwit. | Formula molekulari Sb (AC) 3, piż molekulari 298.89, kontenut ta 'antimonju teoretiku ta' madwar 40.74%, punt ta 'tidwib 126-131 ℃, densità 1.22g / mL (25 ℃), trab abjad jew abjad, li jinħall faċilment fl-etilene glycol, it-toluene u xilene. | Formula molekulari SB 2 (eż) 3, il-piż molekulari huwa ta 'madwar 423.68, il-punt tat-tidwib huwa ＞ 100 ℃ (dec.), Il-kontenut ta' antimonju teoretiku huwa ta 'madwar 57.47%, id-dehra hija bajda solida bajda solida, mhux tossiku u bla togħma, faċli biex tassorbi l-umdità. Huwa jinħall faċilment fl-etilene glycol. |
| Metodu ta 'sinteżi u teknoloġija | Prinċipalment sintetizzata bil-metodu 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 3Not | L-industrija tuża prinċipalment il-metodu SB 2 O 3 -Solvent għas-sintesi: SB2O3 ＋ 3 (CH3CO) 2O → 2SB (AC) 3PROCESS: Tisħin Reflux → Filtrazzjoni Hot → Kristallizzazzjoni → Kristallizzazzjoni → Tnixxif tal-Vakwu → ProductNote: Sb (AC) 3 huwa faċilment idrolyzed, sabiex is-solvent newtrali SB 2 O 3 ma jistax ikun fi stat imxarrab, u t-tagħmir tal-produzzjoni għandu jkun niexef ukoll. | L-industrija tuża prinċipalment il-metodu SB 2 O 3 biex tissintetizza: SB 2 O 3 + 3EG → SB 2 (EG) 3 + 3H 2 OPROCESS: FEEDING (SB 2 O 3, Addittivi u EG) → Tisħin u Reazzjoni ta 'Tisħin → Tneħħija ta' Slag, Imprijiet u Ilma → Dekolorizzazzjoni → Dekolorizzazzjoni → Tkessiħ u Crystallization Il-proċess ta 'produzzjoni jeħtieġ li jkun iżolat mill-ilma biex jiġi evitat l-idroliżi. Din ir-reazzjoni hija reazzjoni riversibbli, u ġeneralment ir-reazzjoni hija promossa bl-użu ta 'eċċess ta' etilene glycol u tneħħi l-ilma tal-prodott. |
| Vantaġġ | Il-prezz huwa relattivament irħis, huwa faċli biex jintuża, għandu attività katalitika moderata u ħin qasir ta 'polikondensazzjoni. | L-aċetat tal-antimonju għandu solubilità tajba fl-etilene glycol u huwa mxerred indaqs fl-etilene glycol, li jista 'jtejjeb l-effiċjenza tal-użu tal-antimonju; l-aċetat tal-antimonju għandu l-karatteristiċi ta' attività katalitika għolja, inqas reazzjoni ta 'degradazzjoni, reżistenza tajba tas-sħana, reżistenza tajba tas-sħana u stabbiltà tal-ipproċessar; Fl-istess ħin, l-użu tal-aċetat tal-antimonju bħala katalist ma jeħtieġx iż-żieda ta 'ko-katalist u stabilizzatur. Ir-reazzjoni tas-sistema katalitika tal-aċetat tal-antimonju hija relattivament ħafifa, u l-kwalità tal-prodott hija għolja, speċjalment il-kulur, li huwa aħjar minn dak tas-sistema tat-triossidu tal-antimonju (SB 2 O 3). | Il-katalist għandu solubilità għolja fl-etilene glycol; L-antimonju żero-valent jitneħħa, u impuritajiet bħal molekuli tal-ħadid, kloruri u sulfati li jaffettwaw il-polikondensa huma mnaqqsa għall-iktar punt baxx, li telimina l-problema tal-korrużjoni tal-joni tal-aċetat fuq tagħmir; Sb 3+ f'Sb 2 (eż) hija relattivament għolja, li tista 'tkun minħabba s-solubilità tagħha fit-temperatura tal-etili Meta mqabbel ma 'Sb (AC) 3, l-ammont ta' Sb 3+ li għandu rwol katalitiku huwa akbar. Il-kulur tal-prodott tal-poliester prodott minn SB 2 (eż) 3 huwa aħjar minn dak ta 'SB 2 O 3 kemmxejn ogħla mill-oriġinal, u jagħmel il-prodott jidher isbaħ u aktar abjad; |
| Żvantaġġ | Is-solubilità fl-etilene glycol hija fqira, 4.04% biss f'150 ° C. Fil-prattika, l-etilene glycol huwa eċċessiv jew it-temperatura ta 'dissoluzzjoni tiżdied għal' l fuq minn 150 ° C. Madankollu, meta SB 2 O 3 jirreaġixxi ma 'l-etilene glycol għal żmien twil' il fuq minn 120 ° C, jista 'jkun hemm preċipitazzjoni ta' antimonju ta 'l-etilene glycol, u SB 2 O 3 jista' jitnaqqas għal sellum tal-metall fir-reazzjoni tal-polikondensazzjoni, li jista 'jikkawża "ċpar griż" fiċ-ċipep tal-poliester u jaffettwa l-kwalità tal-prodott. Il-fenomenu ta 'ossidi ta' l-antimonju polivalenti jseħħ waqt il-preparazzjoni ta 'SB 2 O 3, u l-purità effettiva ta' l-antimonju hija affettwata. | Il-kontenut ta 'antimonju tal-katalist huwa relattivament baxx; L-impuritajiet ta 'l-aċidu aċetiku introduċew tagħmir jissaddad, jniġġsu l-ambjent, u ma jwasslux għat-trattament tad-drenaġġ; Il-proċess ta 'produzzjoni huwa kumpless, il-kundizzjonijiet tal-ambjent operattiv huma fqar, hemm tniġġis, u l-prodott huwa faċli biex jinbidel il-kulur. Huwa faċli li tiddekomponi meta tissaħħan, u l-prodotti tal-idroliżi huma SB2O3 u CH3COOH. Il-ħin tar-residenza materjali huwa twil, speċjalment fl-istadju finali tal-polikondensazzjoni, li huwa sinifikament ogħla mis-sistema SB2O3. | L-użu ta 'SB 2 (eż) 3 iżid l-ispiża tal-katalist tal-apparat (iż-żieda fl-ispiża tista' tkun ikkumpensata biss jekk 25% tal-PET jintuża għall-ispiża personali tal-filamenti). Barra minn hekk, il-valur B tal-lewn tal-prodott jiżdied ftit. |