pet的合成及生產(chǎn)工藝

1、PET 的合成及生產(chǎn)工藝 的合成及生產(chǎn)工藝高分子 09-2 摘要 摘要：聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 化學(xué)式為-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-，簡(jiǎn)稱(chēng) PET，為高分子聚合物，由對(duì)苯二甲酸乙二醇酯發(fā)生脫水縮合反應(yīng)而來(lái)。對(duì)苯二甲酸乙二醇酯是由對(duì)苯二甲酸和乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)所得。聚對(duì)苯二甲酸二乙酯作為纖維原料已有 50 多年的歷史，本文對(duì)PET 的研究，生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的概述，闡述了其在化學(xué)工業(yè)中的作用

2、和地位,并介紹了 PET 的制備方法和工藝流程。關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞:聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 對(duì)苯二甲酸 乙二醇 直接酯化法 PET PET 的結(jié)構(gòu)及性能 的結(jié)構(gòu)及性能聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 化學(xué)式為-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-，簡(jiǎn)稱(chēng) PET，為高分子聚合物，由對(duì)苯二甲酸乙二醇酯發(fā)生脫水縮合反應(yīng)而來(lái)。對(duì)苯二甲酸乙二醇酯是由對(duì)苯二甲酸和乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)所得。PET 是乳白色或淺黃色、高度結(jié)晶的聚合物，表面平滑有光澤。在較寬的溫

3、度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)120℃，電絕緣性?xún)?yōu)良，甚至在高溫高頻下，其電性能仍較好，但耐電暈性較差，抗蠕變性，耐疲勞性，耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都很好。PET 塑料分子結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱(chēng)，具有一定的結(jié)晶取向能力，故而具有較高的成膜性和成性。PET 塑料具有很好的光學(xué)性能和耐候性，非晶態(tài)的 PET 塑料具有良好的光學(xué)透明性。另外 PET 塑料具有優(yōu)良的耐磨耗摩擦性和尺寸穩(wěn)定性及電絕緣性。PET 做成的瓶具有強(qiáng)度大、透明性好、無(wú)

4、毒、防滲透、質(zhì)量輕、生產(chǎn)效率高等因而受到了廣泛的應(yīng)用。 PET 的應(yīng)用玻璃纖維增強(qiáng) PET 適用于電子電氣和汽車(chē)行業(yè)，用于各種線(xiàn)圈骨架、變壓器、電視機(jī)、錄音機(jī)零部件和外殼、汽車(chē)燈座、燈罩、白熱燈座、繼電器、硒整流器等。PET 工程塑料目前幾個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的耗用比例為：電器電子 26%，汽車(chē) 22%，機(jī)械 19%，用具 10%，消費(fèi)品 10%，其他為 13%。目前 PET 工程塑料的總消耗量還不大，僅占 PET 總量的 1.6%。 1.薄膜片

5、材方面：各類(lèi)食品、藥品、無(wú)毒無(wú)菌的包裝材料；紡織品、精密儀器、電器元件的高檔包裝材料；錄音帶、錄象帶、電影膠片、計(jì)算機(jī)軟盤(pán)、金屬鍍膜及感光膠片等的基材；電氣絕緣材料、電容器膜、柔性印刷電路板及薄膜開(kāi)關(guān)等電子領(lǐng)域和機(jī)械領(lǐng)域。 隨著人類(lèi)對(duì)環(huán)保的認(rèn)識(shí)和要求的提高，這類(lèi)催化劑開(kāi)發(fā)將有廣闊的前景。反應(yīng)采用三氧化二銻作為催化劑，在反映前用 160 度的高溫乙二醇進(jìn)行溶解，冷卻到 120 度進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)；為保證反應(yīng)順利進(jìn)行，產(chǎn)物品質(zhì)穩(wěn)定，用磷酸作為穩(wěn)

6、定劑，另算也用乙二醇稀釋后進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)所需要的熱量來(lái)源于重油燃燒，燃燒重油給導(dǎo)熱油加熱，通過(guò)管路將一定溫度的導(dǎo)熱油送入反應(yīng)系統(tǒng)。3 .聚合過(guò)程 聚合過(guò)程如果采用 TPA 為原料，PET 聚酯聚合物的生產(chǎn)主要有以下兩步反應(yīng)：第一步是 TPA與 EG 進(jìn)行酯化反應(yīng)，生成對(duì)苯二甲酸乙 二酯(BHET)；第二步是 BHET 在催化劑作用下發(fā)生縮聚反應(yīng)生成 PET。酯化反應(yīng)階段，為了縮短反應(yīng)時(shí)間，酯化反應(yīng)的反應(yīng)壓力要高于大氣壓力，反應(yīng)溫度要

7、高于醇的沸點(diǎn)。具體反應(yīng)中所用的醇與 PTA 的摩爾比為 1.1：1-2：1，反應(yīng)采用的溫度為 258-263℃?？s聚反應(yīng)的反應(yīng)溫度須高于聚合物的熔化溫度(260-265℃)，低于 300℃(當(dāng)溫度達(dá)到這個(gè)值時(shí)，聚合物開(kāi)始出現(xiàn)降解)，因此縮聚反應(yīng)最合適的溫度范圍是 275-290℃?？s聚反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間至少為 2 個(gè)小時(shí)，具體視反應(yīng)器不同而有所不同。這個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)常數(shù)較小，因此在反應(yīng)過(guò)程中還須盡快地除去反應(yīng)所生成的乙二醇，打破反應(yīng)平衡，促使

8、反應(yīng)繼續(xù)向右進(jìn)行，否則不但會(huì)影響反應(yīng)速度，而且聚合度也提不高。因此縮聚要求在真空下進(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。 在酯化反應(yīng)的初始階段，固態(tài) PTA 和 EG 之間進(jìn)行的酯化反應(yīng)分為如下兩步：固態(tài)粉末狀的 PTA 溶解于 EG/酯化物的混合物中，已溶解的 PTA 在高溫下與 EG 發(fā)生酯化反應(yīng)，生成酯化物；其中主要的酯化物是對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯（簡(jiǎn)稱(chēng) BHET） 。反應(yīng)的方程式如下：TPA（固體）→

9、 TPA（液體）（包括 2～5 聚體）縮聚反應(yīng)是聚酯合成過(guò)程中的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)。通過(guò)這一反應(yīng)，兩個(gè)β-羥基乙酯基之間發(fā)生縮聚并脫去一分子的 EG。反應(yīng)式如下：+ 2 ?2? ?2? ? ?P ? ?P + ′ ã H? O ??Z 2?2 O COCO?2?2? O COCO+ ?2?2 O COCO?2?2? O COCO? x y?2?? O COCO?2?2? O COCO? n + ??Z 2?2? ?2?2 O