组涤纶树脂的合成PPT课件.ppt

涤纶树脂的合成及应用 1 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 2 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 3 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 4 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 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 5 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 6 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 7 三聚酯流程图 8 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 9 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 10 钟纺工艺流程图 11 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 12 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 13 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 14 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 15 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 16 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