Fibra poliester (PET) është shumëllojshmëria më e madhe e fibrave sintetike. Veshja e bërë nga fibra poliester është e rehatshme, e freskët, e lehtë për tu larë dhe e shpejtë për tu tharë. Polesteri përdoret gjithashtu gjerësisht si lëndë e parë për paketimin, fijet industriale dhe plastikën inxhinierike. Si rezultat, poliesteri është zhvilluar me shpejtësi në të gjithë botën, duke u rritur me një normë mesatare vjetore prej 7% dhe me një prodhim të madh.
Prodhimi i poliesterit mund të ndahet në rrugën dimetil terefhtalate (DMT) dhe rrugën e acidit terefalik (PTA) në drejtim të rrugës së procesit dhe mund të ndahet në proces të përhershëm dhe proces të vazhdueshëm për sa i përket funksionimit. Pavarësisht nga rruga e procesit të prodhimit të miratuar, reaksioni i polikondensimit kërkon përdorimin e komponimeve metalike si katalizatorë. Reagimi i polikondensimit është një hap kryesor në procesin e prodhimit të poliesterit, dhe koha e polikondensimit është pengesa për përmirësimin e rendimentit. Përmirësimi i sistemit katalizator është një faktor i rëndësishëm në përmirësimin e cilësisë së poliesterit dhe shkurtimin e kohës së polikondensimit.
Urbanmines Tech. Limited është një kompani udhëheqëse kineze e specializuar në R&D, prodhimin dhe furnizimin e trioksidit antimonik të klasës së katalizatorit poliester, acetat antimoni dhe glikol antimoni. Ne kemi kryer një hulumtim të thelluar mbi këto produkte-Departamenti i R&D i UrbanMines tani përmbledh hulumtimin dhe aplikimin e katalizatorëve të antimoneve në këtë artikull për të ndihmuar klientët tanë të aplikojnë në mënyrë fleksibile, të optimizojnë proceset e prodhimit dhe të sigurojnë konkurrencë gjithëpërfshirëse të produkteve të fibrave poliester.
Studiuesit vendas dhe të huaj në përgjithësi besojnë se polikondensimi i poliesterit është një reagim i shtrirjes së zinxhirit, dhe mekanizmi katalitik i përket koordinimit të chelation, i cili kërkon që atomi i metaleve katalizator të sigurojë orbitale bosh për të koordinuar me çiftin e harkut të elektroneve të oksigjenit karbonil për të arritur qëllimin e katalizës. Për polikondensimin, pasi densiteti i reve elektronik të oksigjenit karbonil në grupin hidroksietil ester është relativisht i ulët, elektronegativiteti i joneve metalikë është relativisht i lartë gjatë koordinimit, për të lehtësuar koordinimin dhe shtrirjen e zinxhirit.
Më poshtë mund të përdoren si katalizatorë poliestër: Li, Na, K, Be, Mg, Ca, Sr, B, Al, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Ti, Nb, Cr, Mo, Mn, Fe, CO, CO, NI, PD, PT, CU, CU, AG, Zn, CD, HG dhe Oxides Metal, Karboksilates, Borates, Halides, Halides, Unines, Uran, Uran, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guane, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guane, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guani, Guane, Uran, Uran, Uran, Urani, Guani. Përbërjet organike që përmbajnë squfur. Sidoqoftë, katalizatorët që aktualisht përdoren dhe studiohen në prodhimin industrial janë kryesisht komponime të serive SB, GE dhe TI. Një numër i madh studimesh kanë treguar se: katalizatorët me bazë GE kanë më pak reagime anësore dhe prodhojnë një kafshë me cilësi të lartë, por aktiviteti i tyre nuk është i lartë, dhe ato kanë pak burime dhe janë të shtrenjta; Katalizatorët me bazë TI kanë aktivitet të lartë dhe shpejtësi të shpejtë të reagimit, por reagimet e tyre anësore katalitike janë më të dukshme, duke rezultuar në stabilitet të dobët termik dhe ngjyrën e verdhë të produktit, dhe ato në përgjithësi mund të përdoren vetëm për sintezën e PBT, PTT, PCT, etj.; Katalizatorët me bazë SB nuk janë vetëm më aktivë. Cilësia e produktit është e lartë sepse katalizatorët me bazë SB janë më aktivë, kanë më pak reagime anësore dhe janë më të lira. Prandaj, ato janë përdorur gjerësisht. Midis tyre, katalizatorët më të përdorur me bazë SB janë trioksidi antimoni (SB2O3), acetat antimoni (SB (CH3COO) 3), etj.
Duke parë historinë e zhvillimit të industrisë së poliesterit, mund të zbulojmë se më shumë se 90% e bimëve poliester në botë përdorin komponime antimoni si katalizatorë. Deri në vitin 2000, Kina kishte prezantuar disa bimë poliestër, të gjitha këto përdornin komponime antimoni si katalizatorë, kryesisht SB2O3 dhe SB (CH3COO) 3. Përmes përpjekjeve të përbashkëta të kërkimit shkencor kinez, universiteteve dhe departamenteve të prodhimit, këta dy katalizatorë tani janë prodhuar plotësisht brenda vendit.
Që nga viti 1999, kompania kimike franceze ELF ka nisur një katalizator antimoni glikol [SB2 (OCH2CH2CO) 3] si një produkt i azhurnuar i katalizatorëve tradicionalë. Patate të skuqura poliestër të prodhuar kanë bardhësi të lartë dhe spinnability të mirë, e cila ka tërhequr vëmendje të madhe nga institucionet shtëpiake të kërkimit katalizator, ndërmarrjet dhe prodhuesit e poliesterit në Kinë.
I. Hulumtimi dhe zbatimi i trioksidit të antimonisë
Shtetet e Bashkuara janë një nga vendet më të hershme për të prodhuar dhe aplikuar SB2O3. Në vitin 1961, konsumi i SB2O3 në Shtetet e Bashkuara arriti në 4,943 tonë. Në vitet 1970, pesë kompani në Japoni prodhuan SB2O3 me një kapacitet të përgjithshëm prodhimi prej 6.360 tonë në vit.
Njësitë kryesore të kërkimit dhe zhvillimit të Kinës SB2O3 janë përqendruar kryesisht në ish ndërmarrjet shtetërore në Provincën Hunan dhe Shanghai. Urbanmines Tech. Limited gjithashtu ka krijuar një linjë profesionale të prodhimit në Provincën Hunan.
(I). Metoda për prodhimin e trioksidit antimoni
Prodhimi i SB2O3 zakonisht përdor mineralin e sulfurit antimoni si lëndë e parë. Antimoni metalike është përgatitur së pari, dhe më pas SB2O3 prodhohet duke përdorur antimoninë metalike si lëndë e parë.
Ekzistojnë dy metoda kryesore për prodhimin e SB2O3 nga antimoni metalike: oksidimi i drejtpërdrejtë dhe dekompozimi i azotit.
1. Metoda e drejtpërdrejtë e oksidimit
Antimoni metalike reagon me oksigjen nën ngrohje për të formuar SB2O3. Procesi i reagimit është si më poshtë:
4SB ＋ 3O2 ＝＝ 2SB2O3
2. Ammonoliza
Metali antimoni reagon me klorin për të sintetizuar triklorur antimoni, i cili më pas distilohet, hidrolizohet, ammonolizohet, lahet dhe thahet për të marrë produktin e përfunduar SB2O3. Ekuacioni themelor i reagimit është:
2SB ＋ 3CL2 ＝＝ 2SBCL3
Sbcl3 ＋ h2o ＝＝ sbocl ＋ 2hcl
4SBOCL ＋ H2O ＝＝ SB2O3 · 2SBOCL ＋ 2HCL
Sb2o3 · 2sbocl ＋ oh ＝＝ 2sb2o3 ＋ 2nh4cl ＋ h2o
(Ii). Përdorimet e trioksidit antimoni
Përdorimi kryesor i trioksidit të antimonisë është si një katalizator për polimerazën dhe një retardant flakë për materialet sintetike.
Në industrinë e poliesterit, SB2O3 u përdor për herë të parë si katalizator. SB2O3 përdoret kryesisht si një katalizator i polikondensimit për rrugën DMT dhe rrugën e hershme PTA dhe në përgjithësi përdoret në kombinim me H3PO4 ose enzimat e tij.
(Iii). Probleme me trioksidin antimoni
SB2O3 ka tretshmëri të dobët në etilen glikol, me një tretshmëri prej vetëm 4.04% në 150 ° C. Prandaj, kur etileni glikol përdoret për të përgatitur katalizatorin, SB2O3 ka shpërndarje të dobët, e cila lehtë mund të shkaktojë katalizator të tepërt në sistemin e polimerizimit, të gjenerojë trimers ciklike të pikës së lartë dhe të sjellë vështirësi për rrotullimin. Për të përmirësuar tretshmërinë dhe shpërndarjen e SB2O3 në etilen glikol, në përgjithësi është miratuar të përdorësh glikol të tepërt të etilenit ose të rritet temperatura e shpërbërjes në mbi 150 ° C. Sidoqoftë, mbi 120 ° C, SB2O3 dhe etilen glikol mund të prodhojnë reshje antimoni e etilenit glikol kur ata veprojnë së bashku për një kohë të gjatë, dhe SB2O3 mund të reduktohet në antimoninë metalike në reaksionin e polikondensimit, i cili mund të shkaktojë "mjegull" në chips poliester dhe të ndikojë në cilësinë e produktit.
Ii. Hulumtimi dhe aplikimi i acetatit antimoni
Metoda e përgatitjes së antimonisë acetat
Në fillim, acetat antimoni u përgatit duke reaguar trioksid antimoni me acid acetik, dhe anhidrid acetik u përdor si një agjent dehidratues për të thithur ujin e gjeneruar nga reagimi. Cilësia e produktit të përfunduar të marrë me këtë metodë nuk ishte e lartë, dhe u deshën më shumë se 30 orë që trioksidi i antimonisë të shpërndahej në acidin acetik. Më vonë, acetat antimoni u përgatit duke reaguar antimoni metalike, triklorid antimoni ose trioksid antimoni me anhidrid acetik, pa pasur nevojë për një agjent dehidratues.
1. Metoda e triklorurit të antimonisë
Më 1947, H. Schmidt et al. Në Gjermaninë Perëndimore përgatiti SB (CH3COO) 3 duke reaguar SBCL3 me anhidrid acetik. Formula e reagimit është si më poshtë:
Sbcl3+3 (ch3co) 2o == sb (ch3coo) 3+3ch3cocl
2. Metoda e metaleve antimoni
Në vitin 1954, Tapaybea e ish -Bashkimit Sovjetik përgatiti SB (CH3COO) 3 duke reaguar antimoni metalike dhe peroksiacetil në një zgjidhje benzeni. Formula e reagimit është:
Sb ＋ (ch3coo) 2 == sb (ch3coo) 3
3. Metoda e trioksidit antimoni
Në vitin 1957, F. Nerdel i Gjermanisë Perëndimore përdori SB2O3 për të reaguar me anhidrid acetik për të prodhuar SB (CH3COO) 3.
SB2O3 ＋ 3 （CH3CO） 2O ＝＝ 2SB （CH3COO） 3
Disavantazhi i kësaj metode është se kristalet kanë tendencë të grumbullohen në copa të mëdha dhe të ngjiten fort në murin e brendshëm të reaktorit, duke rezultuar në cilësi të dobët të produktit dhe ngjyrën.
4. Metoda e tretësit të trioksidit antimoni
Për të kapërcyer të metat e metodës së mësipërme, zakonisht shtohet një tretës neutral gjatë reagimit të SB2O3 dhe anhidridit acetik. Metoda specifike e përgatitjes është si më poshtë:
(1) Në vitin 1968, R. Thoms i Kompanisë Kimike Amerikane Mosun botoi një patentë për përgatitjen e acetatit antimoni. Patenta përdori ksilen (O-, M-, p-xylen, ose një përzierje të tyre) si një tretës neutral për të prodhuar kristale të imëta të acetatit antimoni.
(2) Në 1973, Republika Czecheke shpiku një metodë për prodhimin e acetatit të mirë antimoni duke përdorur toluenin si tretës.
Iii Krahasimi i tre katalizatorëve me bazë antimoni
| Trioksid antimoni | Acetat antimoni | Glikolat antimoni | |
| Karakteristikat themelore | Njihet zakonisht si antimoni e bardhë, formula molekulare SB 2 O 3, pesha molekulare 291.51, pluhur i bardhë, pika e shkrirjes 656. Përmbajtja teorike e antimonisë është rreth 83.53 %. Dendësia relative 5.20g/ml. I tretshëm në acid klorhidrik të përqendruar, acid sulfurik të përqendruar, acid nitrik të përqendruar, acid tartarik dhe tretësirë alkali, të patretshme në ujë, alkool, acid të holluar sulfurik. | Formula molekulare SB (AC) 3, Pesha molekulare 298.89, Përmbajtja teorike e antimonisë rreth 40.74 %, Pika e Shkrirjes 126-131 ℃, densiteti 1.22g/ml (25 ℃), pluhur i bardhë ose jashtë-i bardhë, lehtësisht i tretshëm në etilen glikol, toluene dhe xylene. | Formula molekulare SB 2 (p.sh.) 3, pesha molekulare është rreth 423.68, pika e shkrirjes është 100 ℃ ℃ ℃ (dhjetor.), Përmbajtja teorike e antimonisë është rreth 57.47 %, pamja është e ngurtë kristalore e bardhë, jo-toksike dhe pa shije, e lehtë për t’u thithur lagështi. Easilyshtë lehtësisht e tretshme në etilen glikol. |
| Metoda dhe teknologjia e sintezës | Sintetizuar kryesisht me metodën e stibnitit: 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 / Iron Ore / Limestone → Ngrohje dhe Fuming → Mbledhja | Industria përdor kryesisht metodën SB 2 O 3 -Solvent për sintezë: SB2O3 ＋ 3 (CH3CO) 2O → 2SB (AC) 3Procesi: zbaticë e ngrohjes → Hot Filtration → Kristalizimi → Vakum Tharja → ProductNote: SB (AC) 3 është lehtësisht hidrolyzed, kështu që tretës i tretshëm i treturit nuk mund të jetë anhifikues, Sb 2 Një gjendje e lagësht, dhe pajisjet e prodhimit gjithashtu duhet të jenë të thata. | Industria kryesisht përdor metodën SB 2 O 3 për të sintetizuar: SB 2 O 3 +3EG → SB 2 (p.sh.) 3 +3H 2 OproceSs: Feeding (SB 2 O 3, aditivë dhe EG) → Ngrohja dhe presioni i reaksionit → Largimi i skorjeve, papastërtisë dhe ujit → Dekolorizimi i Prodhimit → Prodhimi i Prodhimit: Prodhimi i Prodhimit: Prodhimi i Prodhimit: Prodhimi i Prodhimit: Prodhimi i Prodhimit: Prodhimi i Prodhimit: Prodhimi i Prodhimit: Prodhimi i Prodhimit: Prodhimi i Prodhimit: Prodhimi i Prodhimit: Prodhimi i Prodhimit dhe Dreinging: Procesi duhet të izolohet nga uji për të parandaluar hidrolizën. Ky reagim është një reagim i kthyeshëm, dhe në përgjithësi reagimi promovohet duke përdorur glikolin e tepërt të etilenit dhe duke hequr ujin e produktit. |
| Avantazh | Mimi është relativisht i lirë, është i lehtë për t’u përdorur, ka aktivitet katalitik të moderuar dhe kohën e shkurtër të polikondensimit. | Acetat antimoni ka tretshmëri të mirë në etilen glikol dhe shpërndahet në mënyrë të barabartë në etilen glikol, i cili mund të përmirësojë efikasitetin e përdorimit të antimonisë; acetat antimoni ka karakteristikat e aktivitetit të lartë katalitik, më pak reagim degradimi, rezistencë të mirë të nxehtësisë dhe qëndrueshmëri të përpunimit; Në të njëjtën kohë, përdorimi i acetatit antimoni si katalizator nuk kërkon shtimin e një bashkë-katalizatori dhe një stabilizuesi. Reagimi i sistemit katalitik të acetatit antimoni është relativisht i butë, dhe cilësia e produktit është e lartë, veçanërisht ngjyra, e cila është më e mirë se ajo e sistemit të trioksidit antimoni (SB 2 O 3). | Katalizatori ka një tretshmëri të lartë në etilen glikol; Antimonia e valentit zero hiqet, dhe papastërtitë si molekulat e hekurit, kloridet dhe sulfatet që ndikojnë në polikondensimin zvogëlohen në pikën më të ulët, duke eleminuar problemin e korrozionit të jonit acetate në pajisje; SB 3+ në SB 2 (p.sh. 3, sasia e SB 3+ që luan një rol katalitik është më e madhe. Ngjyra e produktit poliester të prodhuar nga SB 2 (p.sh.) 3 është më e mirë se ajo e SB 2 O 3 pak më e lartë se origjinali, duke e bërë produktin të duket më i ndritshëm dhe më i bardhë; |
| Disavantazh | Tretësira në etilen glikol është e dobët, vetëm 4.04% në 150 ° C. Në praktikë, etileni glikoli është i tepërt ose temperatura e shpërbërjes është rritur në mbi 150 ° C. Sidoqoftë, kur SB 2 O 3 reagon me etilen glikol për një kohë të gjatë në mbi 120 ° C, mund të ndodhin reshjet e antimonimit të etilenit glikol, dhe SB 2 O 3 mund të reduktohet në shkallët metalike në reaksionin e polikondensimit, i cili mund të shkaktojë "mjegull gri" në patate të skuqura dhe të ndikojë në cilësinë e produktit. Fenomeni i oksideve të antimonisë polivalente ndodh gjatë përgatitjes së SB 2 O 3, dhe ndikohet pastërtia efektive e antimonisë. | Përmbajtja antimoni e katalizatorit është relativisht e ulët; Papastërtitë e acidit acetik prezantuan pajisje korrode, ndotin mjedisin dhe nuk janë të favorshme për trajtimin e ujërave të zeza; Procesi i prodhimit është kompleks, kushtet e mjedisit operativ janë të dobëta, ka ndotje dhe produkti është i lehtë për tu ndryshuar ngjyrën. Shtë e lehtë të dekompozohet kur nxehet, dhe produktet e hidrolizës janë SB2O3 dhe CH3COOH. Koha e qëndrimit të materialit është e gjatë, veçanërisht në fazën përfundimtare të polikondensimit, e cila është dukshëm më e lartë se sistemi SB2O3. | Përdorimi i SB 2 (p.sh.) 3 rrit koston e katalizatorit të pajisjes (rritja e kostos mund të kompensohet vetëm nëse 25% e PET përdoret për vetë-rrotullimin e filamenteve). Përveç kësaj, vlera B e ngjyrave të produktit rritet pak. |