組滌綸樹脂的合成PPT課件.ppt

滌綸樹脂的合成及應(yīng)用 1 知識(shí)目標(biāo)1 聚酯的發(fā)展概況2 聚酯的主要生成工藝3 聚酯生產(chǎn)的反應(yīng)機(jī)理4 熟悉聚酯生產(chǎn)的工藝流程5 能夠熟練的寫出聚酯的反應(yīng)流程 能力目標(biāo)1 了解聚酯的合成方法2 能夠正確的選取單體及生產(chǎn)方法3 編制PET生產(chǎn)方案4 對(duì)事故處理及安全生產(chǎn) 2 一何為滌綸樹脂 PET即聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯化學(xué)式為 OCH2 CH2OCOC6H4CO 英文名 polyethyleneterephthalate 簡(jiǎn)稱PET 為高聚合物 由對(duì)苯二甲酸乙二醇酯發(fā)生脫水縮合反應(yīng)而來 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 電絕緣性優(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 3 二合成方法 滌綸聚酯由對(duì)苯二甲酸與乙二醇縮聚而成 遵循線形縮聚的普遍規(guī)律 生產(chǎn)滌綸聚酯 先后發(fā)展有酯交換法和直接酯化法兩種合成技術(shù) 1 酯交換法或間接酯化法這是傳統(tǒng)生產(chǎn)方法 由甲酯化 酯交換 終縮聚三步組成 甲酯化的目的是便于對(duì)苯二甲酸二甲酯精制提純 甲酯化對(duì)苯二甲酸與稍過量甲醇反映 先酯化成對(duì)苯二甲酸二甲酯 蒸出水分 多余甲醇 苯甲酸甲酯等低沸物 再經(jīng)精餾 即得純的對(duì)苯二甲酸二以三氧化銻為催化劑 使對(duì)苯二甲酸乙二醇酯自縮聚或酯交換 借減壓和高溫 不斷餾出副產(chǎn)物乙二醇 逐步提高聚合度 4 酯交換190 200 下 以醋酸鎘和三氧化銻作催化劑 使對(duì)苯二甲酸二甲酯與乙二醇 摩爾比約1 2 4 進(jìn)行酯交換反映 形成聚酯低聚物 餾出甲醇 使酯交換充分 終縮聚在高于滌綸熔點(diǎn)下 如283 以三氧化銻為催化劑 使對(duì)苯二甲酸乙二醇酯自縮聚或酯交換 借減壓和高溫 不斷餾出副產(chǎn)物乙二醇 逐步提高聚合度 甲酯化和酯交換階段 并不考慮等基團(tuán)數(shù)比 終縮聚階段 根據(jù)乙二醇的餾出量 自然的調(diào)節(jié)兩基團(tuán)數(shù)的比 逐步逼近等物質(zhì)的量 略使乙二醇過量 封鎖分子兩端 達(dá)到預(yù)定聚合度 5 優(yōu)點(diǎn)1 反應(yīng)生成的副產(chǎn)物DEG含量少2 DMT與EG完全混合 反應(yīng)速度快3 原料可以用粗PTA進(jìn)行生成缺點(diǎn)1 需要把甲醇回收2 流程復(fù)雜 投資大 6 2 直接酯化法對(duì)苯二甲酸提純技術(shù)解決后 這是優(yōu)先選用的經(jīng)濟(jì)方法 對(duì)苯二甲酸與過量乙二醇在200 下先酯化成低聚合度 如X 1 4 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 而后在280 下終縮聚成高聚合度的最終聚酯產(chǎn)品 n 100 200 這一步與間接酯化法相同 隨著縮聚反應(yīng)程度的提高 體系粘度增加 在工程上 將縮聚分段在兩反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行更為有利 前段預(yù)縮聚 270 2000 3300Pa 后段終縮聚 280 285 60 130Pa 7 三聚酯流程圖 8 四影響酯化反應(yīng)的工藝條件1 EG PVA摩爾比2 反應(yīng)壓力3 反應(yīng)時(shí)間4 反應(yīng)溫度5 PET粒徑6 催化劑 9 五影響縮聚反應(yīng)的工藝條件1 催化劑的影響2 穩(wěn)定劑的影響3 反應(yīng)溫度的影響4 反應(yīng)壓力的影響5 反應(yīng)時(shí)間的影響6 攪拌速度的影響7 溶體層厚度的影響8 酯化率對(duì)聚合度的影響 10 鐘紡工藝流程圖 11 六鐘紡工藝特點(diǎn)1 原料配制時(shí)乙二醇摩爾比低 故反應(yīng)器中系統(tǒng)中乙二醇剩量少 能耗低 生成二甘醇副產(chǎn)物少 產(chǎn)品中乙二醇含量少2 各級(jí)反應(yīng)條件 壓力 溫度 停留時(shí)間 適中 各縮聚反應(yīng)級(jí)間聚合度分配合理 使產(chǎn)品質(zhì)量較高3 利用攪拌功率以及終聚在線毛細(xì)管粘度計(jì)來調(diào)節(jié)終聚的真空度 使產(chǎn)品粘度控制穩(wěn)定4 縮聚反應(yīng)器中有兩釜采用臥式反應(yīng)器 內(nèi)部為多槽溢流串聯(lián)結(jié)構(gòu) 液面穩(wěn)定 減少劣化物的生成 同時(shí)改善物料的活塞流動(dòng)情況 有利于產(chǎn)品分子質(zhì)量分布 12 分類 PET主要原料對(duì)二甲苯和對(duì)苯二甲酸 PTA 大量用作纖維 可分為非工程塑料級(jí)和工程塑料級(jí)兩大類 PET具有優(yōu)良的特性 耐熱性 耐化學(xué)藥品性 強(qiáng)韌性 電絕緣性 安全性等 價(jià)格便宜 所以廣泛用做纖維 薄膜 工程塑料 聚酯瓶等 13 八實(shí)際應(yīng)用 PET按用途可分為纖維和非纖維兩大類 后者包括薄膜 容器和工程塑料 PET在開發(fā)初期主要用于制造合成纖維 占PET消耗量的70 左右 PET還用來制造絕緣材料 磁帶帶基 電影或照相膠片片基和真空包裝等 PET非纖應(yīng)用的另一主要領(lǐng)域是制造充裝飲料 食品等的中空容器 其次 PET還作為工程塑料用于電子 電器等領(lǐng)域 如儀表殼 熱風(fēng)口罩等 其中尤以包裝容器的發(fā)展最引人注目 現(xiàn)在已有20 以上的PET用于包裝材料 且呈逐年上升的趨勢(shì) 包裝業(yè)已成為PET的第二大用戶 僅次于合成纖維 14 創(chuàng)新發(fā)展 一是改進(jìn)耐熱性 普通PET瓶不能用于果汁 茶等需熱灌裝的物品包裝 目前通過研究已開發(fā)了三類實(shí)用的耐熱聚酯瓶 熱定型瓶 可達(dá)到85 灌裝的要求 PET PEN合金瓶 PEN耐熱性高 在普通注拉吹設(shè)備上可制得符合80 以上熱灌裝要求的瓶子 倘若再經(jīng)熱定型處理 熱灌裝溫度可達(dá)90 以上 與耐熱性聚芳酯等制成多層復(fù)合瓶 以提高耐熱性 二是提高阻氣性 盡管PET的氣體阻隔性遠(yuǎn)高于聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯等塑料 但對(duì)于啤酒 白酒 香水等保鮮 保味要求較苛刻的產(chǎn)品仍然不能滿足要求 15 提高阻氣性的方法 一是多層復(fù)合 以PET為主 加入PVDC EVOH MXD6 PEN等其他氣密性好的材料做成3層或5層瓶 二是采用特殊處理方法 如在PET瓶?jī)?nèi)或外層涂布環(huán)氧阻隔層 或進(jìn)行等離子體處理 ACTIS技術(shù) 三是用其他阻隔性樹脂成型 以PEN或PEN與PET的共聚或共混物為原料 既提高了瓶子的阻氣性 又提高了瓶子的耐熱性 可滿足啤酒保存3 6個(gè)月的要求 還可以堿洗消毒 重復(fù)使用 從而降低成本 16 如何分選PET瓶和PVC瓶 如果PET瓶和PVC瓶混在一起 這里講的都是透明的瓶類 PET瓶成型是分兩步進(jìn)行的 就是先注塑再吹塑成型 所以每個(gè)PET瓶的下端都有一個(gè)注料口 拿一個(gè)看一下就知道了 PVC是用吹