聚對苯二甲酸乙二醇酯的合成及其進(jìn)展-文庫吧資料
2024-08-18 16:12本頁面
【正文】 中氧原子的氫鍵作用而使其負(fù)電性增大）進(jìn)攻正電性得到增大的羰基原子，相結(jié)合后，使反應(yīng)不斷進(jìn)行。這是由于平衡反應(yīng)向生成金屬羧酸鹽方向移動(dòng)，從而影響了金屬醇化物的生成，可見，酯交換的活性體應(yīng)該是金屬醇化物：縮聚反應(yīng)機(jī)理類似酯交換反應(yīng)。這是因?yàn)榻饘冫}和水很容易配位絡(luò)合，從而阻礙金屬醇化物的生成。日本過去曾用此法進(jìn)行過PTA生產(chǎn)，但由于此法具有易燃、易爆、有毒等缺點(diǎn)，目前已被淘汰，這里不再贅述。 PTA和EO加成法對苯二甲酸和環(huán)氧乙烷的加成反應(yīng)制備對苯二甲酸雙β羥乙酯，從反應(yīng)式上看該法是最簡單的方法，不需要將環(huán)氧乙烷制成乙二醇。我國已在翔鷺石化企業(yè)有限公司、珠海碧陽化工有限公司和中國石化儀征化纖股份有限公司等地建成大型PTA裝置?？傊?，直接酯化法流程縮短，投資降低，反應(yīng)設(shè)備效率增加，生產(chǎn)較安全，這些優(yōu)點(diǎn)使直接酯化法比酯交換法更先進(jìn)。從工藝上看，由于直接酯化過程并不產(chǎn)生甲醇，所以可省去甲醇的回收設(shè)備，也可以用于生產(chǎn)高粘度聚酯。因此縮聚過程要求在真空下進(jìn)行，特別是縮聚后期要求在高真空度下進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)盡量增加蒸發(fā)表面積。由于PTA中的H+對酯化反應(yīng)的動(dòng)態(tài)平衡具有催化作用,使反應(yīng)平衡自動(dòng)向酯化方向移動(dòng)，因此一般不需要專門的催化劑即可達(dá)到較高轉(zhuǎn)化率。聚合反應(yīng)過程分為兩個(gè)階段，第一階段為對苯二甲酸和過量的乙二醇（約1:~）直接酯化，反應(yīng)在常壓或加壓下230~270℃進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間為40～60min。縮聚反應(yīng)的控制機(jī)理和縮聚反應(yīng)的影響因素，不僅有利于優(yōu)化工藝參數(shù)，還有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量。[6]PET的縮聚除了液相縮聚，還有固相縮聚。連續(xù)式聚合包括連續(xù)酯交換和連續(xù)縮聚兩個(gè)部分，在常壓下連續(xù)進(jìn)行，在酯交換反應(yīng)初期，由于生成物較少，體系中粘度較低，甲醇容易排出，故平衡體系可以向酯化方向移動(dòng)。DMT法分間歇法和連續(xù)法兩種工藝。在縮聚階段，反應(yīng)產(chǎn)生的乙二醇打破平衡，自然地調(diào)節(jié)兩官能團(tuán)的摩爾比，使乙二醇適當(dāng)過量，封鎖分子兩端，以達(dá)到預(yù)定聚合度。因?yàn)榇丝s聚過程溫度高于滌綸熔點(diǎn)（258℃），所以屬于熔融縮聚。（3）縮聚 在260~290℃和催化劑三氧化二銻（Sb2O3）的存在下，對苯二甲酸羥乙酯經(jīng)過自縮聚，末端羥基和末端酯基發(fā)生酯交換脫去乙二醇，得到產(chǎn)物PET。兩原料的實(shí)際摩爾比為1:，用醋酸鎘(CH3COO)2Cd作催化劑。（1）甲酯化 先將對苯二甲酸和甲醇反應(yīng)，制成易于精制的對苯二甲酸二甲酯（DMT），這一階段，使苯甲酸一類官能團(tuán)反應(yīng)完畢。且PTA在常用的溶劑中溶解困難，難以用精餾、結(jié)晶等方法來精制，受熱時(shí)又有升華和脫羧的現(xiàn)象發(fā)生。[4]。此外，對苯二甲酸與環(huán)氧乙烷(EO)直接酯化法只在日本有工業(yè)化規(guī)模的裝置，此法具有易燃、易爆、有毒等缺點(diǎn)，目前已被前兩種方法替代。因此聚酯化反應(yīng)可分為兩大類：適于醇羧酸、醇酯、羧酸酯等聚合體系的高溫熔融聚合和適于酰氯等高活性單體的低溫溶液聚合。[3]反應(yīng)方程式如下：上述反應(yīng)中，除酰氯與醇的反應(yīng)外，大多屬于平衡反應(yīng)，其平衡常數(shù)與單體的性質(zhì)有關(guān)，通常較低，要獲得高分子量的聚酯，必須使反應(yīng)副產(chǎn)物（水、醇、酸）等從聚合體系中排出，使反應(yīng)平衡向有利于聚合反應(yīng)的方向進(jìn)行。PET屬于聚酯，是單體間通過酯基相互連接的一類聚合物。目前，國際上比較先進(jìn)的聚酯生產(chǎn)技術(shù)主要有德國吉瑪(Zimmer) 公司、日本鐘紡(Kinebo) 公司、美國杜邦(Dupont)公司、瑞士伊文達(dá)(Inventa)公司等。其熔點(diǎn)高，150~175℃以下機(jī)械強(qiáng)度好，耐溶劑，耐腐蝕，耐磨，耐油，多次洗滌無須燙熨，與棉混紡后，手感好，透水汽適宜。PET可以拉伸成性能優(yōu)良的纖維，俗稱滌綸（Terylene）。 Catalyst。關(guān)鍵詞：聚對苯二甲酸乙二醇酯，合成機(jī)理，催化劑，發(fā)展趨勢Progress in the synthesis of polyethylene terephthalateAbstractIn this paper, the synthesis and mechanism of polyethylene terephthalate (PET), DMT synthesis route and PTA synthesis route, are introduced briefly, including their advantages and disadvantages. Probable side reactions (thermal degradation and generation of ether bond) within the synthesis process and relevant countermeasures are raised and discus
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1