Serat poliéster (PET) nyaéta rupa-rupa serat sintétik panggedéna. Pakean dijieunna tina serat poliéster nyaman, garing, gampang nyeuseuh, sarta gancang garing. Poliéster ogé seueur dianggo salaku bahan baku pikeun bungkusan, benang industri, sareng plastik rékayasa. Hasilna, poliéster ngembang pesat di sakuliah dunya, ningkat dina laju taunan rata-rata 7% sareng kaluaran anu ageung.
Produksi poliéster tiasa dibagi kana jalur dimétil terephthalate (DMT) sareng jalur asam terephthalic (PTA) dina hal jalur prosés sareng tiasa dibagi kana prosés intermittent sareng prosés kontinyu dina hal operasi. Paduli jalur prosés produksi diadopsi, réaksi polycondensation merlukeun pamakéan sanyawa logam salaku katalis. Réaksi polikondensasi mangrupikeun léngkah konci dina prosés produksi poliéster, sareng waktos polikondensasi nyaéta bottleneck pikeun ningkatkeun hasil. Perbaikan sistem katalis mangrupikeun faktor anu penting dina ningkatkeun kualitas poliéster sareng pondok waktos polikondensasi.
UrbanMines Tech. Limited nyaéta parusahaan Cina ngarah specializing dina R&D, produksi, jeung suplai poliéster katalis-grade antimony trioxide, antimony asétat, sarta antimony glikol. Kami parantos ngalaksanakeun panalungtikan anu jero ngeunaan produk ieu-departemén R&D of UrbanMines ayeuna nyimpulkeun panalungtikan sareng aplikasi katalis antimon dina tulisan ieu pikeun ngabantosan para nasabah sacara fleksibel nerapkeun, ngaoptimalkeun prosés produksi, sareng nyayogikeun daya saing komprehensif produk serat poliéster.
Sarjana domestik jeung asing umumna yakin yén poliéster polycondensation mangrupakeun réaksi extension ranté, sarta mékanisme katalitik milik koordinasi chelation, nu merlukeun atom logam katalis nyadiakeun orbital kosong pikeun koordinat jeung pasangan arc éléktron karbonil oksigén pikeun ngahontal tujuan. katalisis. Pikeun polycondensation, saprak dénsitas awan éléktron oksigén karbonil dina grup éster hydroxyethyl relatif low, Éléktronégativitas ion logam relatif tinggi salila koordinasi, pikeun mempermudah koordinasi jeung extension ranté.
Di handap ieu tiasa dianggo salaku katalis poliéster: 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 jeung oksida logam lianna, alcoholates, carboxylates, borates, halida jeung amina, uréas, guanidines, sanyawa organik nu ngandung walirang. Tapi, katalis anu ayeuna dianggo sareng diulik dina produksi industri utamina sanyawa séri Sb, Ge, sareng Ti. A angka nu gede ngarupakeun studi geus ditémbongkeun yén: Katalis basis Ge boga réaksi samping kirang sarta ngahasilkeun pepet kualitas luhur, tapi aktivitas maranéhanana henteu luhur, sarta aranjeunna gaduh sababaraha sumberdaya sarta mahal; Katalis basis Ti boga aktivitas tinggi na speed réaksi gancang, tapi réaksi samping katalitik maranéhanana leuwih atra, hasilna stabilitas termal goréng jeung warna konéng produk, sarta aranjeunna umumna ngan bisa dipaké pikeun sintésis PBT, PTT, PCT, jsb.; katalis basis Sb henteu ngan leuwih aktip. Kualitas produkna luhur sabab katalis basis Sb langkung aktip, gaduh réaksi samping anu langkung sakedik, sareng langkung mirah. Ku alatan éta, aranjeunna geus loba dipaké. Diantarana, katalis dumasar Sb anu paling sering dianggo nyaéta antimoni trioksida (Sb2O3), antimoni asetat (Sb (CH3COO)3), jsb.
Ningali sajarah pangwangunan industri poliéster, urang tiasa mendakan yén langkung ti 90% pepelakan poliéster di dunya nganggo sanyawa antimon salaku katalis. Taun 2000, Cina parantos ngenalkeun sababaraha pabrik poliéster, sadayana nganggo sanyawa antimon salaku katalis, utamina Sb2O3 sareng Sb(CH3COO)3. Ngaliwatan usaha gabungan panalungtikan ilmiah Cina, universitas, jeung departemén produksi, dua katalis ieu ayeuna geus pinuh dihasilkeun domestically.
Kusabab 1999, perusahaan kimia Perancis Elf parantos ngaluncurkeun katalis antimony glycol [Sb2 (OCH2CH2CO) 3] salaku produk anu ditingkatkeun tina katalis tradisional. The chip poliéster dihasilkeun boga whiteness tinggi na spinnability alus, nu geus narik perhatian hébat ti lembaga panalungtikan katalis domestik, usaha, jeung pabrik poliéster di Cina.
I. Panalungtikan sarta aplikasi antimony trioxide
Amérika Sarikat mangrupikeun salah sahiji nagara pangheubeulna anu ngahasilkeun sareng nerapkeun Sb2O3. Dina taun 1961, konsumsi Sb2O3 di Amérika Serikat ngahontal 4.943 ton. Dina taun 1970-an, lima pausahaan di Jepang ngahasilkeun Sb2O3 kalayan total kapasitas produksi 6.360 ton per taun.
Unit panalungtikan sarta pamekaran Sb2O3 utama Cina utamana ngumpul di urut usaha-milik nagara di Propinsi Hunan jeung Shanghai. UrbanMines Tech. Limited ogé geus ngadegkeun garis produksi profésional di Propinsi Hunan.
(abdi). Métode pikeun ngahasilkeun antimon trioksida
Pabrik Sb2O3 biasana ngagunakeun bijih antimon sulfida salaku bahan baku. Antimony logam mimiti disiapkeun, lajeng Sb2O3 dihasilkeun maké antimoni logam salaku bahan baku.
Aya dua cara utama pikeun ngahasilkeun Sb2O3 tina antimoni logam: oksidasi langsung sareng dékomposisi nitrogén.
1. Métode oksidasi langsung
Antimon logam meta jeung oksigén dina pemanasan pikeun ngabentuk Sb2O3. Prosés réaksina nyaéta kieu:
4Sb＋3O2＝＝2Sb2O3
2. Ammonolisis
Logam antimoni meta jeung klorin pikeun sintésis antimon trichloride, nu lajeng sulingan, dihidrolisis, diamonolyzed, dikumbah, sarta garing pikeun ménta produk rengse Sb2O3. Persamaan réaksi dasar nyaéta:
2Sb＋3Cl2＝＝2SbCl3
SbCl3＋H2O＝＝SbOCl＋2HCl
4SbOCl＋H2O＝＝Sb2O3·2SbOCl＋2HCl
Sb2O3·2SbOCl＋OH＝＝2Sb2O3＋2NH4Cl＋H2O
(II). Pamakéan antimony trioxide
Pamakéan utama antimon trioksida nyaéta salaku katalis pikeun polimérase sareng tahan seuneu pikeun bahan sintétis.
Dina industri poliéster, Sb2O3 munggaran dipaké salaku katalis. Sb2O3 utamana dipaké salaku katalis polikondensasi pikeun jalur DMT sareng jalur PTA awal sareng umumna dianggo dina kombinasi sareng H3PO4 atanapi énzim na.
(III). Masalah sareng antimon trioksida
Sb2O3 boga kaleyuran goréng dina étiléna glikol, kalawan kaleyuran ngan 4,04% dina 150 ° C. Ku alatan éta, nalika étiléna glikol dipaké pikeun nyiapkeun katalis, Sb2O3 boga dispersibility goréng, nu bisa kalayan gampang ngabalukarkeun katalis kaleuleuwihan dina sistem polimérisasi, ngahasilkeun tinggi-lebur-titik trimers siklik, sarta mawa kasusah pikeun spinning. Pikeun ngaronjatkeun kaleyuran jeung dispersibility of Sb2O3 dina étiléna glikol, umumna diadopsi ngagunakeun étiléna glikol kaleuleuwihan atawa ningkatkeun suhu disolusi ka luhur 150°C. Sanajan kitu, di luhur 120 ° C, Sb2O3 jeung étiléna glikol bisa ngahasilkeun étiléna glikol présipitasi antimony nalika aranjeunna meta babarengan pikeun lila, sarta Sb2O3 bisa diréduksi jadi antimony logam dina réaksi polycondensation, nu bisa ngabalukarkeun "halimun" dina chip poliéster sarta mangaruhan. kualitas produk.
II. Panaliti sareng aplikasi antimony asétat
Métode persiapan antimony asétat
Mimitina, antimon asétat disiapkeun ku ngaréaksikeun antimoni trioksida sareng asam asétat, sareng anhidrida asétat dianggo salaku agén dehidrasi pikeun nyerep cai anu dihasilkeun ku réaksi éta. Kualitas produk rengse diala ku metoda ieu teu luhur, sarta eta nyandak leuwih ti 30 jam pikeun antimony trioxide ngaleyurkeun dina asam asétat. Engké, antimon asétat disiapkeun ku ngaréaksikeun logam antimoni, antimoni trichloride, atawa antimoni trioksida jeung anhidrida asétat, tanpa perlu agén dehydrating.
1. Métode antimony trichloride
Dina 1947, H. Schmidt et al. di Jerman Kulon nyiapkeun Sb(CH3COO)3 ku ngaréaksikeun SbCl3 jeung anhidrida asétat. Rumus réaksina nyaéta kieu:
SbCl3+3(CH3CO)2O==Sb(CH3COO)3+3CH3COCl
2. Métode logam Antimony
Dina 1954, TAPaybea urut Uni Soviét nyiapkeun Sb(CH3COO)3 ku cara ngaréaksikeun antimoni logam jeung peroksiasetil dina larutan bénzéna. Rumus réaksina nyaéta:
Sb＋(CH3COO)2==Sb(CH3COO)3
3. Métode antimony trioxide
Taun 1957, F. Nerdel ti Jérman Kulon ngagunakeun Sb2O3 pikeun ngaréaksikeun jeung anhidrida asétat pikeun ngahasilkeun Sb(CH3COO)3.
Sb2O3＋3（CH3CO）2O＝＝2Sb（CH3COO）3
Karugian tina metode ieu nyaéta yén kristal condong agrégat janten potongan ageung sareng nempel pageuh kana témbok jero réaktor, nyababkeun kualitas sareng warna produk anu goréng.
4. métode pangleyur Antimony trioxide
Pikeun ngungkulan kakurangan tina métode di luhur, pangleyur nétral biasana ditambahkeun nalika réaksi Sb2O3 jeung anhidrida asétat. Métode persiapan khusus nyaéta kieu:
(1) Dina 1968, R. Thoms tina American Mosun Chemical Company medalkeun patén ngeunaan persiapan antimony asétat. Patén ngagunakeun xiléna (o-, m-, p-xyléna, atawa campuranna) salaku pangleyur nétral pikeun ngahasilkeun kristal-kristal halus antimoni asétat.
(2) Dina taun 1973, Républik Ceko nimukeun métode pikeun ngahasilkeun antimoni asétat rupa maké toluén salaku pangleyur.
III. Babandingan tilu katalis dumasar antimon
| Antimony Trioksida | Antimony Asétat | Antimony Glycolate | |
| Pasipatan dasar | Ilaharna katelah antimon bodas, rumus molekul Sb 2 O 3, beurat molekul 291,51, bubuk bodas, titik lebur 656 ℃. Eusi antimon téoritis kira-kira 83,53 %. Dénsitas rélatif 5,20g/ml. Leyur dina asam hidroklorat pekat, asam sulfat pekat, asam nitrat pekat, asam tartaric jeung leyuran alkali, teu leyur dina cai, alkohol, asam sulfat éncér. | Rumus molekul Sb(AC) 3, beurat molekul 298,89, eusi antimony teoritis ngeunaan 40,74%, titik lebur 126-131 ℃, kapadetan 1.22g/ml (25 ℃), bubuk bodas atawa off-bodas, gampang leyur dina étiléna glikol, toluene jeung xiléna. | Rumus molekul Sb 2 (EG) 3, Beurat molekular kira-kira 423,68, titik lebur nyaéta > 100 ℃ (dec.), eusi antimony téoritis kira-kira 57,47 %, penampilan kristal bodas padet, non-toksik jeung hambar, gampang nyerep Uap. Ieu gampang leyur dina étiléna glikol. |
| Métode Sintésis jeung Téhnologi | Utamana disintésis ku métode 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 3Catetan: Stibnite / Bijih Beusi / Limestone Pemanasan jeung Fuming → Koléksi | Industri utamana ngagunakeun métode Sb 2 O 3 -pangleyur pikeun sintésis: Sb2O3 ＋ 3 ( CH3CO ) 2O→ 2Sb(AC) 3Prosés: réfluks pemanasan → filtration panas → kristalisasi → drying vakum → produkCatetan: Sb(AC) 3 nyaeta gampang dihidrolisis, jadi toluene pangleyur nétral atawa xylene dipaké kudu anhidrat, Sb 2 O 3 teu bisa dina kaayaan baseuh, sarta alat produksi ogé kudu garing. | Industri utamana ngagunakeun métode Sb 2 O 3 pikeun nyintésis: Sb 2 O 3 + 3EG → Sb 2 (EG) 3 + 3H 2 OProsés: Dahar (Sb 2 O 3 , aditif jeung EG) → pemanasan sarta pressurizing réaksi → nyoplokkeun slag , najis jeung cai → decolorization → filtration panas → cooling jeung kristalisasi → separation jeung drying → productCatetan: Prosés produksi perlu diisolasi tina cai pikeun nyegah hidrolisis. Réaksi ieu mangrupa réaksi malik, sarta umumna réaksi ieu diwanohkeun ku ngagunakeun kaleuwihan étiléna glikol jeung miceun cai produk. |
| Kaunggulan | Hargana relatif murah, gampang dianggo, gaduh kagiatan katalitik sedeng sareng waktos polycondensation pondok. | Antimony asétat boga kaleyuran alus dina étiléna glikol sarta merata dispersed dina étiléna glikol, nu bisa ngaronjatkeun efisiensi utilization of antimony; Antimony asétat boga ciri aktivitas katalitik tinggi, réaksi degradasi kirang, résistansi panas alus tur stabilitas processing; Dina waktos anu sami, ngagunakeun antimony asétat salaku katalis henteu meryogikeun tambihan ko-katalis sareng penstabil. Réaksi sistem katalitik antimony asétat relatif hampang, sareng kualitas produkna luhur, khususna warnana, anu langkung saé tibatan sistem antimony trioxide (Sb 2 O 3). | Katalis ngabogaan kaleyuran luhur dina étiléna glikol; Antimony nol-valén dipiceun, sareng pangotor sapertos molekul beusi, klorida sareng sulfat anu mangaruhan polikondensasi diréduksi ka titik panghandapna, ngaleungitkeun masalah korosi ion asétat dina alat; Sb 3+ dina Sb 2 (EG) 3 relatif luhur. , nu bisa jadi sabab kaleyuran na dina étiléna glikol dina suhu réaksi leuwih badag batan Sb 2 O 3 Dibandingkeun jeung Sb(AC) 3, jumlah Sb 3+ nu maénkeun peran katalitik leuwih gede. Warna produk poliéster anu diproduksi ku Sb 2 (EG) 3 langkung saé tibatan Sb 2 O 3 Rada luhur batan aslina, ngajantenkeun produk langkung terang sareng bodas; |
| Kakurangan | Kalarutan dina étiléna glikol goréng, ngan 4,04% dina 150°C. Dina prakna, étiléna glikol kaleuleuwihan atawa suhu disolusi ngaronjat nepi ka luhur 150°C. Sanajan kitu, lamun Sb 2 O 3 meta jeung étiléna glikol pikeun lila di luhur 120 ° C, étiléna glikol présipitasi antimoni bisa lumangsung, sarta Sb 2 O 3 bisa diréduksi jadi tangga logam dina réaksi polycondensation, nu bisa ngabalukarkeun "kabut abu. " dina chip poliéster sarta mangaruhan kualitas produk. Fenomena oksida antimon polivalén lumangsung nalika persiapan Sb 2 O 3, sareng kemurnian efektif antimony kapangaruhan. | Eusi antimon tina katalis relatif low; pangotor asam asétat diwanohkeun alat corrode, ngotoran lingkungan, sarta henteu kondusif pikeun perlakuan wastewater; prosés produksina rumit, kaayaan lingkungan operasi goréng, aya polusi, sareng produkna gampang robih warna. Gampang terurai nalika dipanaskeun, sareng produk hidrolisis nyaéta Sb2O3 sareng CH3COOH. Waktu tinggal bahan anu panjang, utamana dina tahap polycondensation ahir, nu nyata leuwih luhur ti sistem Sb2O3. | Pamakéan Sb 2 (EG) 3 ningkatkeun biaya katalis alat (kanaékan biaya ngan ukur tiasa diimbangi upami 25% PET dianggo pikeun filamén spinning nyalira). Sajaba ti éta, nilai b tina hue produk naek rada. |