组涤纶树脂的合成课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,涤纶树脂的合成及应用,.,知识目标,1.,聚酯的发展概况,2.,聚酯的主要生成工艺,3.,聚酯生产的反应机理,4.,熟悉聚酯生产的工艺流程,5.,能够熟练的写出聚酯的反应流程,.,能力目标,1.,了解聚酯的合成方法,2.,能够正确的选取单体及生产方法,3.,编制,PET,生产方案,4.,对事故处理及安全生产,一 何为涤纶树脂,PET,即聚对苯二甲酸乙二醇酯 化学式为,-OCH2-CH2OCOC6H4CO-,英文名,:polyethylene terephthalate,，简称,PET,，为高聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。,PET,是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达,120,，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。,二 合成方法,涤纶聚酯由对苯二甲酸与乙二醇缩聚而成，遵循线形缩聚的普遍规律。生产涤纶聚酯，先后发展有酯交换法和直接酯化法两种合成技术。,（,1,）酯交换法或间接酯化法,这是传统生产方法，由甲酯化，酯交换，终缩聚三步组成，甲酯化的目的是便于对苯二甲酸二甲酯精制提纯。,甲酯化 对苯二甲酸与稍过量甲醇反映，先酯化成对苯二甲酸二甲酯。蒸出水分，多余甲醇，苯甲酸甲酯等低沸物，再经精馏，即得纯的对苯二甲酸二以三氧化锑为催化剂，使对苯二甲酸乙二醇酯自缩聚或酯交换，借减压和高温，不断馏出副产物乙二醇，逐步提高聚合度。,酯交换,190200,下，以醋酸镉和三氧化锑作催化剂，使对苯二甲酸二甲酯与乙二醇（摩尔比约,1:2.4,）进行酯交换反映，形成聚酯低聚物。馏出甲醇，使酯交换充分。,终缩聚 在高于涤纶熔点下，如,283,，以三氧化锑为催化剂，使对苯二甲酸乙二醇酯自缩聚或酯交换，借减压和高温，不断馏出副产物乙二醇，逐步提高聚合度。,甲酯化和酯交换阶段，并不考虑等基团数比。终缩聚阶段，根据乙二醇的馏出量，自然的调节两基团数的比，逐步逼近等物质的量，略使乙二醇过量，封锁分子两端，达到预定聚合度。,优点,1.,反应生成的副产物,DEG,含量少,2.DMT,与,EG,完全混合，反应速度快,3.,原料可以用粗,PTA,进行生成,缺点,1.,需要把甲醇回收,2.,流程复杂，投资大,（,2,）直接酯化法,对苯二甲酸提纯技术解决后，这是优先选用的经济方法。对苯二甲酸与过量乙二醇在,200,下先酯化成低聚合度（如,X=14,）聚对苯二甲酸乙二醇酯，而后在,280,下终缩聚成高聚合度的最终聚酯产品（,n=100200,），这一步与间接酯化法相同。,随着缩聚反应程度的提高，体系粘度增加。在工程上，将缩聚分段在两反应器内进行更为有利。前段预缩聚：,270,，,20003300Pa,。后段终缩聚：,280285,，,60130Pa,。,三 聚酯流程图,四 影响酯化反应的工艺条件,1.EG/PVA,摩尔比,2.,反应压力,3.,反应时间,4.,反应温度,5.PET,粒径,6.,催化剂,五 影响缩聚反应的工艺条件,1.,催化剂的影响,2.,稳定剂的影响,3.,反应温度的影响,4.,反应压力的影响,5.,反应时间的影响,6.,搅拌速度的影响,7.,溶体层厚度的影响,8.,酯化率对聚合度的影响,钟纺工艺流程图,六 钟纺工艺特点,1.,原料配制时乙二醇摩尔比低，故反应器中系统中乙二醇剩量少，能耗低，生成二甘醇副产物少。产品中乙二醇含量少,2.,各级反应条件（压力，温度，停留时间）适中，各缩聚反应级间聚合度分配合理，使产品质量较高,3.,利用搅拌功率以及终聚在线毛细管粘度计来调节终聚的真空度，使产品粘度控制稳定,4.,缩聚反应器中有两釜采用卧式反应器，内部为多槽溢流串联结构，液面稳定，减少劣化物的生成，同时改善物料的活塞流动情况，有利于产品分子质量分布。,分类,PET,主要原料对二甲苯和对苯二甲酸,(PTA),大量用作纤维，可分为非工程塑料级和工程塑料级两大类。,PET,具有优良的特性,(,耐热性、耐化学药品性。强韧性、电绝缘性、安全性等,),，价格便宜，所以广 泛用做纤维、,薄膜,、工程塑料、聚酯瓶等。,八 实际应用,PET,按用途可分为纤维和非纤维两大类，后者包括薄膜、容器和工程塑料。,PET,在开发初期主要用于制造合成纤维（占,PET,消耗量的,70,左右）。,PET,还用来制造绝缘材料、磁带带基、电影或照相胶片片基和真空包装等。,PET,非纤应用的另一主要领域是制造充装饮料、食品等的中空容器。其次，,PET,还作为工程塑料用于,电子,、电器等领域，如仪表壳、热风口罩等。其中尤以包装容器的发展最引人注目，现在已有,20,以上的,PET,用于包装材料，且呈逐年上升的趋势。包装业已成为,PET,的第二大用户，仅次于合成纤维。,创新发展,一是改进耐热性。普通,PET,瓶不能用于果汁、茶等需热灌装的物品包装，目前通过研究已开发了三类实用的耐热聚酯瓶：热定型瓶，可达到,85,灌装的要求；,PET,PEN,合金瓶，,PEN,耐热性高，在普通注拉吹设备上可制得符合,80,以上热灌装要求的瓶子，倘若再经热定型处理，热灌装温度可达,90,以上；与耐热性聚芳酯等制成多层复合瓶，以提高耐热性。,二是提高阻气性。尽管,PET,的气体阻隔性远高于聚乙烯、,聚丙烯,、聚苯乙烯等塑料，但对于啤酒、白酒、香水等保鲜、保味要求较苛刻的产品仍然不能满足要求。,提高阻气性的方法,一 是多层复合，以,PET,为主，加入,PVDC,、,EVOH,、,M XD6,、,PEN,等其他气密性好的材料做成,3,层或,5,层瓶。二 是采用特殊处理方法，如在,PET,瓶内或外层涂布环氧阻隔层，或进行等离子体处理（,ACTIS,技术）。三 是用其他阻隔性树脂成型，以,PEN,或,PEN,与,PET,的共聚或共混物为原料，既提高了瓶子的阻气性，又提高了瓶子的耐热性，可满足啤酒保存,3,6,个月的要求，还可以碱洗消毒，重复使用，从而降低成本。,如何分选,PET,瓶和,PVC,瓶,如果,PET,瓶和,PVC,瓶混在一起，这里讲的都是透明的瓶类。,PET,瓶成型是分两步进行的，就是先注塑再吹塑成型，所以每个,PET,瓶的下端都有一个注料口，拿一个看一下就知道了。,PVC,是用吹塑成型的，不需要经过注塑，所以没有注料口。所以一个瓶拿起来有注料口的是,PET,，没有的是如果是大批量生产的话，把总瓶用蒸汽蒸，经过高温蒸汽的,PVC,会变为不透明，,PET,还是透明的，分选起来既好认又省事，还有经过蒸的后的标签胶纸就会自动脱胶，用手轻撕就去掉了。,