4组涤纶树脂的合成

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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:polyethyleneterephthalate,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。•①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。••②酯交换190~200℃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。•③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=1~4)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=100~200),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℃,2000~3300Pa。后段终缩聚:280~285℃,60~130Pa。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。七分类•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、MXD6、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。

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