Nyuzi za polyester (PET) ni aina kubwa zaidi ya nyuzi za syntetisk. Nguo zilizotengenezwa kwa nyuzi za polyester ni za kustarehesha, nyororo, ni rahisi kufua, na hukauka haraka. Polyester pia hutumiwa sana kama malighafi ya ufungaji, uzi wa viwandani, na plastiki za uhandisi. Matokeo yake, polyester imeendelea kwa kasi duniani kote, ikiongezeka kwa kiwango cha wastani cha 7% na kwa pato kubwa.
Uzalishaji wa polyester unaweza kugawanywa katika njia ya dimethyl terephthalate (DMT) na njia ya asidi ya terephthalic (PTA) kulingana na njia ya mchakato na inaweza kugawanywa katika mchakato wa vipindi na mchakato unaoendelea katika suala la uendeshaji. Bila kujali njia ya mchakato wa uzalishaji iliyopitishwa, mmenyuko wa polycondensation inahitaji matumizi ya misombo ya chuma kama vichocheo. Mmenyuko wa polycondensation ni hatua muhimu katika mchakato wa uzalishaji wa polyester, na wakati wa polycondensation ndio kizuizi cha kuboresha mavuno. Uboreshaji wa mfumo wa kichocheo ni jambo muhimu katika kuboresha ubora wa polyester na kufupisha muda wa polycondensation.
UrbanMines Tech. Limited ni kampuni inayoongoza ya Kichina inayobobea katika R&D, uzalishaji, na usambazaji wa trioksidi ya kichocheo cha daraja la polyester ya antimoni, acetate ya antimoni, na glikoli ya antimoni. Tumefanya utafiti wa kina kuhusu bidhaa hizi—idara ya R&D ya UrbanMines sasa inatoa muhtasari wa utafiti na matumizi ya vichocheo vya antimoni katika makala haya ili kuwasaidia wateja wetu kutumia kwa urahisi, kuboresha michakato ya uzalishaji, na kutoa ushindani wa kina wa bidhaa za nyuzinyuzi za polyester.
Wasomi wa ndani na wa kigeni kwa ujumla wanaamini kuwa polycondensation ya polyester ni mmenyuko wa upanuzi wa mnyororo, na utaratibu wa kichocheo ni wa uratibu wa chelation, ambayo inahitaji atomi ya chuma ya kichocheo kutoa obiti tupu ili kuratibu na jozi ya arc ya elektroni za oksijeni ya carbonyl kufikia madhumuni ya kichocheo. Kwa polycondensation, kwa kuwa msongamano wa wingu la elektroni la oksijeni ya kabonili katika kundi la hidroxyethyl esta ni duni, uwezo wa kielektroniki wa ioni za chuma ni wa juu kiasi wakati wa uratibu, ili kuwezesha uratibu na upanuzi wa mnyororo.
Ifuatayo inaweza kutumika kama vichocheo vya polyester: 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 na oksidi nyingine za chuma, alcoholates, carboxylates, borates, halidi na amini, ureas, guanidines, misombo ya kikaboni yenye sulfuri. Hata hivyo, vichocheo ambavyo kwa sasa vinatumika na kusomwa katika uzalishaji wa viwandani ni misombo ya mfululizo wa Sb, Ge, na Ti. Idadi kubwa ya tafiti zimeonyesha kuwa: Vichocheo vya Ge-msingi vina athari chache za upande na huzalisha PET ya ubora wa juu, lakini shughuli zao si za juu, na zina rasilimali chache na ni ghali; Vichocheo vinavyotokana na Ti vina shughuli ya juu na kasi ya majibu ya haraka, lakini athari zao za upande wa kichocheo ni dhahiri zaidi, na kusababisha utulivu duni wa joto na rangi ya njano ya bidhaa, na kwa ujumla zinaweza kutumika tu kwa usanisi wa PBT, PTT, PCT, nk; Vichocheo vya msingi wa Sb sio kazi zaidi tu. Ubora wa bidhaa ni wa juu kwa sababu vichocheo vinavyotokana na Sb vinafanya kazi zaidi, vina athari chache, na ni nafuu. Kwa hiyo, zimetumika sana. Miongoni mwao, vichocheo vinavyotumiwa zaidi vya Sb ni trioksidi ya antimoni (Sb2O3), acetate ya antimoni (Sb(CH3COO)3), nk.
Kuangalia historia ya maendeleo ya sekta ya polyester, tunaweza kupata kwamba zaidi ya 90% ya mimea ya polyester duniani hutumia misombo ya antimoni kama kichocheo. Kufikia 2000, Uchina ilikuwa imeanzisha mimea kadhaa ya polyester, ambayo yote ilitumia misombo ya antimoni kama kichocheo, haswa Sb2O3 na Sb(CH3COO)3. Kupitia juhudi za pamoja za utafiti wa kisayansi wa China, vyuo vikuu na idara za uzalishaji, vichocheo hivi viwili sasa vimezalishwa kikamilifu ndani ya nchi.
Tangu 1999, kampuni ya kemikali ya Ufaransa ya Elf imezindua kichocheo cha antimoni glikoli [Sb2 (OCH2CH2CO) 3] kama bidhaa iliyoboreshwa ya vichocheo vya kitamaduni. Chips za polyester zinazozalishwa zina weupe wa juu na spinnability nzuri, ambayo imevutia tahadhari kubwa kutoka kwa taasisi za utafiti wa kichocheo cha ndani, makampuni ya biashara, na watengenezaji wa polyester nchini China.
I. Utafiti na matumizi ya trioksidi ya antimoni
Marekani ni mojawapo ya nchi za mapema zaidi kuzalisha na kutumia Sb2O3. Mnamo 1961, matumizi ya Sb2O3 nchini Merika yalifikia tani 4,943. Katika miaka ya 1970, makampuni matano nchini Japani yalizalisha Sb2O3 yenye uwezo wa jumla wa uzalishaji wa tani 6,360 kwa mwaka.
Vitengo vikuu vya utafiti na maendeleo vya Sb2O3 vya China vimejikita zaidi katika mashirika ya zamani ya serikali katika Mkoa wa Hunan na Shanghai. UrbanMines Tech. Limited pia imeanzisha mstari wa kitaalamu wa uzalishaji katika Mkoa wa Hunan.
(I). Njia ya kutengeneza trioksidi ya antimoni
Utengenezaji wa Sb2O3 kawaida hutumia madini ya sulfidi ya antimoni kama malighafi. Antimoni ya chuma hutayarishwa kwanza, na kisha Sb2O3 inatolewa kwa kutumia antimoni ya chuma kama malighafi.
Kuna njia mbili kuu za kutengeneza Sb2O3 kutoka kwa antimoni ya metali: oxidation ya moja kwa moja na mtengano wa nitrojeni.
1. Njia ya oxidation ya moja kwa moja
Antimoni ya chuma humenyuka ikiwa na oksijeni inapokanzwa na kuunda Sb2O3. Mchakato wa majibu ni kama ifuatavyo:
4Sb＋3O2＝＝2Sb2O3
2. Ammonolysis
Metali ya antimoni humenyuka pamoja na klorini ili kuunganisha trikloridi ya antimoni, ambayo hutiwa mafuta, hidrolisisi, amonia, kuosha, na kukaushwa ili kupata bidhaa iliyokamilishwa ya Sb2O3. Equation ya msingi ya majibu ni:
2Sb＋3Cl2＝＝2SbCl3
SbCl3＋H2O＝＝SbOCl＋2HCl
4SbOCl＋H2O＝＝Sb2O3·2SbOCl＋2HCl
Sb2O3·2SbOCl＋OH＝＝2Sb2O3＋2NH4Cl＋H2O
(II). Matumizi ya trioksidi ya antimoni
Matumizi kuu ya trioksidi ya antimoni ni kama kichocheo cha polimerasi na kizuia moto kwa nyenzo za syntetisk.
Katika tasnia ya polyester, Sb2O3 ilitumiwa kwanza kama kichocheo. Sb2O3 hutumiwa hasa kama kichocheo cha polikondesi kwa njia ya DMT na njia ya awali ya PTA na kwa ujumla hutumiwa pamoja na H3PO4 au vimeng'enya vyake.
(III). Matatizo na trioksidi ya antimoni
Sb2O3 ina umumunyifu hafifu katika ethilini glikoli, yenye umumunyifu wa 4.04% tu kwa 150°C. Kwa hivyo, wakati ethilini glikoli inapotumiwa kuandaa kichocheo, Sb2O3 ina mtawanyiko duni, ambayo inaweza kusababisha kichocheo kikubwa katika mfumo wa upolimishaji, kutoa vidhibiti vya mzunguko wa kiwango cha juu, na kuleta ugumu wa kusokota. Ili kuboresha umumunyifu na mtawanyiko wa Sb2O3 katika ethilini glikoli, kwa ujumla inakubaliwa kutumia ethilini glikoli nyingi au kuongeza halijoto ya kuyeyuka hadi zaidi ya 150°C. Hata hivyo, zaidi ya 120°C, Sb2O3 na ethilini glikoli zinaweza kutoa mvua ya ethylene glikoli ya antimoni zinapofanya kazi pamoja kwa muda mrefu, na Sb2O3 inaweza kupunguzwa kuwa antimoni ya metali katika mmenyuko wa polycondensation, ambayo inaweza kusababisha "ukungu" katika chips za polyester na kuathiri. ubora wa bidhaa.
II. Utafiti na matumizi ya acetate ya antimoni
Njia ya maandalizi ya acetate ya antimoni
Mwanzoni, acetate ya antimoni ilitayarishwa kwa kuitikia trioksidi ya antimoni na asidi asetiki, na anhidridi ya asetiki ilitumiwa kama wakala wa kukausha maji ili kunyonya maji yanayotokana na mmenyuko. Ubora wa bidhaa iliyokamilishwa iliyopatikana kwa njia hii haikuwa ya juu, na ilichukua zaidi ya masaa 30 kwa trioksidi ya antimoni kufuta katika asidi asetiki. Baadaye, acetate ya antimoni ilitayarishwa kwa kuitikia antimoni ya chuma, trikloridi ya antimoni, au trioksidi ya antimoni yenye anhidridi ya asetiki, bila kuhitaji wakala wa kukausha maji.
1. Mbinu ya trikloridi ya Antimoni
Mnamo 1947, H. Schmidt et al. huko Ujerumani Magharibi ilitayarisha Sb(CH3COO)3 kwa kuitikia SbCl3 na anhidridi asetiki. Fomu ya majibu ni kama ifuatavyo:
SbCl3+3(CH3CO)2O==Sb(CH3COO)3+3CH3COCl
2. Njia ya chuma ya Antimoni
Mnamo 1954, TAPaybea ya Muungano wa Kisovieti wa zamani ilitayarisha Sb(CH3COO)3 kwa kuitikia antimoni ya metali na peroksitili katika myeyusho wa benzene. Fomu ya majibu ni:
Sb＋(CH3COO)2==Sb(CH3COO)3
3. Njia ya trioksidi ya Antimoni
Mnamo 1957, F. Nerdel wa Ujerumani Magharibi alitumia Sb2O3 kuitikia pamoja na anhidridi ya asetiki kuzalisha Sb(CH3COO)3.
Sb2O3＋3(CH3CO)2O(2Sb)(CH3COO)3
Hasara ya njia hii ni kwamba fuwele huwa na kuunganishwa katika vipande vikubwa na kushikamana imara kwenye ukuta wa ndani wa reactor, na kusababisha ubora duni wa bidhaa na rangi.
4. Njia ya kutengenezea trioksidi ya Antimoni
Ili kuondokana na mapungufu ya njia iliyo hapo juu, kutengenezea kwa neutral kawaida huongezwa wakati wa majibu ya Sb2O3 na anhidridi ya asetiki. Njia maalum ya maandalizi ni kama ifuatavyo.
(1) Mnamo 1968, R. Thoms wa Kampuni ya Kemikali ya Mosun ya Marekani ilichapisha hataza kuhusu utayarishaji wa acetate ya antimoni. Hataza ilitumia zilini (o-, m-, p-xylene, au mchanganyiko wake) kama kiyeyusho kisicho na upande ili kutoa fuwele laini za acetate ya antimoni.
(2) Mnamo 1973, Jamhuri ya Cheki ilivumbua mbinu ya kutengenezea acetate nzuri ya antimoni kwa kutumia toluini kama kiyeyusho.
III. Ulinganisho wa vichocheo vitatu vya msingi wa antimoni
| Antimoni Trioksidi | Acetate ya Antimony | Antimony Glycolate | |
| Sifa za Msingi | Inajulikana kama antimoni nyeupe, fomula ya molekuli Sb 2 O 3, uzito wa Masi 291.51, poda nyeupe, kiwango myeyuko 656℃. Maudhui ya kinadharia ya antimoni ni takriban 83.53%. Uzito wa jamaa 5.20g/ml. Mumunyifu katika asidi hidrokloriki iliyokolea, asidi sulfuriki iliyokolea, asidi ya nitriki iliyokolea, asidi ya tartariki na mmumunyo wa alkali, hakuna katika maji, pombe, asidi sulfuriki kuondokana. | Fomula ya molekuli Sb(AC) 3, uzito wa molekuli 298.89, maudhui ya antimoni ya kinadharia kuhusu 40.74%, kiwango myeyuko 126-131℃, msongamano 1.22g/ml (25℃), poda nyeupe au nyeupe-nyeupe, mumunyifu kwa urahisi katika ethilini. na zilini. | Fomula ya molekuli Sb 2 (EG) 3, Uzito wa Masi ni takriban 423.68, kiwango myeyuko ni ＞ 100℃(desemba.), maudhui ya antimoni ya kinadharia ni karibu 57.47%, kuonekana ni fuwele nyeupe, isiyo na sumu na isiyo na ladha; rahisi kunyonya unyevu. Ni mumunyifu kwa urahisi katika ethylene glycol. |
| Mbinu na Teknolojia ya Usanisi | Husasishwa hasa kwa mbinu ya 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 3Kumbuka: Stibnite / Chuma cha Chuma → Chuma cha Chuma Kupasha joto na Kuwaka → Mkusanyiko | Sekta hii hutumia hasa mbinu ya Sb 2 O 3 -yeyushaji kwa usanisi:Sb2O3 ＋ 3 ( CH3CO ) 2O→ 2Sb(AC) 3Mchakato: reflux inapokanzwa → uchujaji wa moto → uwekaji fuwele → ukaushaji utupu → productKumbuka: Sb(AC) 3 ni kwa urahisi hidrolisisi, hivyo kutengenezea toluini neutral au zilini kutumika lazima anhydrous, Sb 2 O 3 haiwezi kuwa katika hali ya mvua, na vifaa vya uzalishaji lazima pia kavu. | Sekta hiyo hutumia zaidi mbinu ya Sb 2 O 3 kusanisi:Sb 2 O 3 +3EG→Sb 2 (EG) 3 +3H 2 Utaratibu: Kulisha (Sb 2 O 3 , viungio na EG) → majibu ya joto na shinikizo → kuondoa slag , uchafu na maji → kubadilika rangi → kuchujwa kwa moto → kupoeza na kukausha → kutenganisha na kukausha → bidhaaKumbuka: Mchakato wa uzalishaji unahitaji kutengwa na maji ili kuzuia hidrolisisi. Mwitikio huu ni mwitikio unaoweza kutenduliwa, na kwa ujumla majibu hayo yanakuzwa kwa kutumia ethylene glikoli ya ziada na kuondoa maji ya bidhaa. |
| Faida | Bei ni ya bei nafuu, ni rahisi kutumia, ina shughuli za kichocheo cha wastani na muda mfupi wa polycondensation. | Acetate ya antimoni ina umumunyifu mzuri katika ethilini glikoli na hutawanywa sawasawa katika ethilini glikoli, ambayo inaweza kuboresha ufanisi wa matumizi ya antimoni;Antimoni acetate ina sifa ya shughuli za juu za kichocheo, mmenyuko mdogo wa uharibifu, upinzani mzuri wa joto na utulivu wa usindikaji; Wakati huo huo, kutumia acetate ya antimoni kama kichocheo hauhitaji kuongezwa kwa kichocheo cha ushirikiano na utulivu. Mmenyuko wa mfumo wa kichocheo wa acetate ya antimoni ni kiasi kidogo, na ubora wa bidhaa ni wa juu, hasa rangi, ambayo ni bora zaidi kuliko ile ya mfumo wa trioksidi ya antimoni (Sb 2 O 3). | Kichocheo kina umumunyifu wa juu katika ethylene glycol; antimoni ya valent sifuri huondolewa, na uchafu kama vile molekuli za chuma, kloridi na salfati zinazoathiri uundaji wa polycondensation hupunguzwa hadi kiwango cha chini kabisa, na hivyo kuondoa tatizo la kutu ya ioni ya acetate kwenye vifaa; Sb 3+ katika Sb 2 (EG) 3 ni ya juu kiasi. , ambayo inaweza kuwa kwa sababu umumunyifu wake katika ethilini glikoli kwenye halijoto ya mmenyuko ni kubwa zaidi kuliko ile ya Sb 2 O 3 Ikilinganishwa na Sb(AC) 3, kiasi cha Sb 3+ ambacho kina jukumu la kichocheo ni kikubwa zaidi. Rangi ya bidhaa ya polyester inayozalishwa na Sb 2 (EG) 3 ni bora zaidi kuliko ile ya Sb 2 O 3 Juu kidogo kuliko ya awali, na kufanya bidhaa kuonekana zaidi na nyeupe; |
| Hasara | Umumunyifu katika ethylene glikoli ni duni, ni 4.04% tu kwa 150 ° C. Katika mazoezi, ethylene glycol ni nyingi au joto la kufuta linaongezeka hadi zaidi ya 150 ° C. Hata hivyo, Sb 2 O 3 inapoguswa na ethilini glikoli kwa muda mrefu zaidi ya 120°C, mvua ya ethylene glikoli ya antimoni inaweza kutokea, na Sb 2 O 3 inaweza kupunguzwa hadi ngazi ya chuma katika mmenyuko wa polycondensation, ambayo inaweza kusababisha "ukungu wa kijivu. "katika chip za polyester na kuathiri ubora wa bidhaa. Jambo la oksidi za antimoni za polyvalent hutokea wakati wa maandalizi ya Sb 2 O 3, na usafi wa ufanisi wa antimoni huathiriwa. | Maudhui ya antimoni ya kichocheo ni duni; uchafu wa asidi asetiki ulianzisha vifaa vya kutu, huchafua mazingira, na haifai kwa matibabu ya maji machafu; mchakato wa uzalishaji ni ngumu, hali ya mazingira ya uendeshaji ni duni, kuna uchafuzi wa mazingira, na bidhaa ni rahisi kubadilisha rangi. Ni rahisi kuoza inapokanzwa, na bidhaa za hidrolisisi ni Sb2O3 na CH3COOH. Muda wa makazi ya nyenzo ni mrefu, hasa katika hatua ya mwisho ya polycondensation, ambayo ni ya juu zaidi kuliko mfumo wa Sb2O3. | Matumizi ya Sb 2 (EG) 3 huongeza gharama ya kichocheo cha kifaa (ongezeko la gharama linaweza tu kupunguzwa ikiwa 25% ya PET inatumiwa kwa kujizunguka kwa filaments). Kwa kuongeza, thamani ya b ya hue ya bidhaa huongezeka kidogo. |