縮聚生產(chǎn)工藝學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1縮聚縮聚(suj)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝第一頁(yè)，共60頁(yè)。單體分別溶解于兩不互溶的溶劑中，反應(yīng)在兩相界面上進(jìn)行的單體分別溶解于兩不互溶的溶劑中，反應(yīng)在兩相界面上進(jìn)行的縮聚。工業(yè)縮聚。工業(yè)(gngy)上聚碳酸酯的合成采用界面縮聚。上聚碳酸酯的合成采用界面縮聚。l 屬于非均相體系，為不可逆聚合，要求單體活性高屬于非均相體系，為不可逆聚合，要求單體活性高；l 反應(yīng)溫度低、反應(yīng)速率反應(yīng)溫度低、反應(yīng)速率(sl)快；快；l 溶劑的用量較多，處理和回收困難；溶劑的用量較多，處理和回收困難；l 產(chǎn)物分子量高，原料配比不要求完全等摩爾；產(chǎn)物分子量高，原料配比不要求完全等摩爾；l 大部分反應(yīng)在有機(jī)溶劑一側(cè)進(jìn)行，

2、要求所選的溶劑大部分反應(yīng)在有機(jī)溶劑一側(cè)進(jìn)行，要求所選的溶劑可使聚合物沉淀析出?？墒咕酆衔锍恋砦龀?。特點(diǎn)特點(diǎn)(tdin)3. 界面縮聚界面縮聚(interfacial polycondensation)第2頁(yè)/共60頁(yè)第二頁(yè)，共60頁(yè)。己二酰氯與己二胺之界面縮聚己二酰氯與己二胺之界面縮聚拉出聚合物膜拉出聚合物膜己二胺己二胺-NaOH水溶液水溶液己二酰氯的己二酰氯的CHCl3溶液溶液(rngy)界面界面(jimin)聚合聚合膜膜第3頁(yè)/共60頁(yè)第三頁(yè)，共60頁(yè)。固相縮聚（固相縮聚（solid phase polycondensationsolid phase polycondensation）在原

3、料和聚合物熔點(diǎn)以下進(jìn)行的縮聚反應(yīng)為固相縮聚。在高分子合成在原料和聚合物熔點(diǎn)以下進(jìn)行的縮聚反應(yīng)為固相縮聚。在高分子合成(hchng)(hchng)工業(yè)中，固相縮聚方法主要用于由結(jié)晶單體或某些預(yù)聚物進(jìn)行固相縮聚工業(yè)中，固相縮聚方法主要用于由結(jié)晶單體或某些預(yù)聚物進(jìn)行固相縮聚 。4.其它其它(qt)縮聚方法縮聚方法l反應(yīng)速度較慢，表觀活化能大，反應(yīng)速度較慢，表觀活化能大， 110 110331kJ/mol 331kJ/mol ；l 由擴(kuò)散控制，分子量高，產(chǎn)品由擴(kuò)散控制，分子量高，產(chǎn)品(chnpn)(chnpn)純度高；純度高；l 目前尚處于研究階段。目前尚處于研究階段。特點(diǎn)特點(diǎn)第4頁(yè)/共60頁(yè)第四頁(yè)，

4、共60頁(yè)。熔融縮聚熔融縮聚溶液縮聚溶液縮聚界面縮聚界面縮聚固相縮聚固相縮聚優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn) 生產(chǎn)工藝過程簡(jiǎn)單生產(chǎn)工藝過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低。，生產(chǎn)成本較低?？蛇B續(xù)法生產(chǎn)直接可連續(xù)法生產(chǎn)直接紡絲。聚合設(shè)備的紡絲。聚合設(shè)備的生產(chǎn)能力高。生產(chǎn)能力高。溶劑存在下可降低反應(yīng)溶劑存在下可降低反應(yīng)溫度避免單體和產(chǎn)物分溫度避免單體和產(chǎn)物分解，反應(yīng)平穩(wěn)易控制。解，反應(yīng)平穩(wěn)易控制?？膳c產(chǎn)生的小分子共沸可與產(chǎn)生的小分子共沸或與之反應(yīng)而脫除。聚或與之反應(yīng)而脫除。聚合物溶液可直接用作產(chǎn)合物溶液可直接用作產(chǎn)品。品。反應(yīng)聚條件緩反應(yīng)聚條件緩和，反應(yīng)是不和，反應(yīng)是不可逆的。對(duì)兩可逆的。對(duì)兩種單體的配比種單體的配比要求不嚴(yán)格。要求不

5、嚴(yán)格。反應(yīng)溫度低于反應(yīng)溫度低于熔融縮聚溫度熔融縮聚溫度，反應(yīng)條件緩，反應(yīng)條件緩和。和。缺缺 點(diǎn)點(diǎn)反應(yīng)溫度高，要求單反應(yīng)溫度高，要求單體和縮聚物在反應(yīng)溫體和縮聚物在反應(yīng)溫度下不分解，單體配度下不分解，單體配比要求嚴(yán)格，反應(yīng)物比要求嚴(yán)格，反應(yīng)物料粘度高，小分子不料粘度高，小分子不易脫除。局部過熱可易脫除。局部過熱可能產(chǎn)生副反應(yīng)，對(duì)聚能產(chǎn)生副反應(yīng)，對(duì)聚合設(shè)備密封性要求高合設(shè)備密封性要求高。溶劑可能有毒，易燃，溶劑可能有毒，易燃，提高了成本。增加了縮提高了成本。增加了縮聚物分離、精制、溶劑聚物分離、精制、溶劑回收等工序，生產(chǎn)高分回收等工序，生產(chǎn)高分子量產(chǎn)品時(shí)須將溶劑蒸子量產(chǎn)品時(shí)須將溶劑蒸出后進(jìn)行熔融縮

6、聚。出后進(jìn)行熔融縮聚。必須使用高活必須使用高活性單體，如酰性單體，如酰氯，需要大量氯，需要大量溶劑，產(chǎn)品不溶劑，產(chǎn)品不易精制。易精制。原料需充分混原料需充分混合，要求達(dá)一合，要求達(dá)一定細(xì)度，反應(yīng)定細(xì)度，反應(yīng)速度低，小分速度低，小分子不易擴(kuò)散脫子不易擴(kuò)散脫除。除。適適用用范范圍圍廣泛用于大品種廣泛用于大品種縮聚物，如聚酯縮聚物，如聚酯、聚酰胺的生產(chǎn)、聚酰胺的生產(chǎn)。適用于單體或縮聚適用于單體或縮聚物熔融后易分解的產(chǎn)物熔融后易分解的產(chǎn)品生產(chǎn)，主要是芳香品生產(chǎn)，主要是芳香族聚合物，芳雜環(huán)聚族聚合物，芳雜環(huán)聚合物等的生產(chǎn)。合物等的生產(chǎn)。適用于氣液相適用于氣液相、液、液液相界液相界面縮聚和芳香面縮聚和芳香

7、族酰氯生產(chǎn)芳族酰氯生產(chǎn)芳酰胺等特種性酰胺等特種性能聚合物。能聚合物。適 用 于 提 高 已適 用 于 提 高 已生產(chǎn)的縮聚物如生產(chǎn)的縮聚物如聚酯、聚酰胺等聚酯、聚酰胺等的分子量以及難的分子量以及難溶的芳族聚合物溶的芳族聚合物的的生產(chǎn)。生產(chǎn)。第5頁(yè)/共60頁(yè)第五頁(yè)，共60頁(yè)。第二節(jié)第二節(jié) 熔融縮聚熔融縮聚一、概述一、概述定義定義: : 不加溶劑或其它介質(zhì)不加溶劑或其它介質(zhì), ,反應(yīng)溫度高反應(yīng)溫度高于單體和縮聚產(chǎn)物熔化于單體和縮聚產(chǎn)物熔化(rnghu)(rnghu)溫度以溫度以上進(jìn)行的反應(yīng)上進(jìn)行的反應(yīng). .2.2.特征特征: :反應(yīng)溫度高，要求單體和縮聚物在反應(yīng)溫反應(yīng)溫度高，要求單體和縮聚物在反應(yīng)

8、溫度下不分解度下不分解一般均在高真空度下進(jìn)行，有利于小分子一般均在高真空度下進(jìn)行，有利于小分子排出；排出；3)3)生產(chǎn)工藝過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低。聚生產(chǎn)工藝過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低。聚合設(shè)備的生產(chǎn)能力高。合設(shè)備的生產(chǎn)能力高。4 4）單體配比要求嚴(yán)格，）單體配比要求嚴(yán)格， 對(duì)原料的純度要對(duì)原料的純度要求高求高第6頁(yè)/共60頁(yè)第六頁(yè)，共60頁(yè)。 第三節(jié)第三節(jié) 滌綸樹脂滌綸樹脂(shzh)的生產(chǎn)的生產(chǎn)（一）概述（一）概述 主要原料主要原料: 對(duì)苯二甲酸對(duì)苯二甲酸 乙二醇乙二醇 HOCH2CH2OH滌綸的結(jié)構(gòu)式滌綸的結(jié)構(gòu)式:學(xué)名學(xué)名: 聚對(duì)苯二甲酸乙二（醇）酯聚對(duì)苯二甲酸乙二（醇）酯特性粘度特性粘度:

9、特性特性 = 0.69-0.72 Mn = 2-3萬萬 HOOCCOOHOCH2CH2OCCOOHOCH2CH2OHn第7頁(yè)/共60頁(yè)第七頁(yè)，共60頁(yè)。第8頁(yè)/共60頁(yè)第八頁(yè)，共60頁(yè)。聚酯合成的工藝聚酯合成的工藝(gngy)(gngy)路線路線酯交換聚酯路線酯交換聚酯路線(lxin)(lxin)對(duì)苯二甲酸用乙二醇直接對(duì)苯二甲酸用乙二醇直接(zhji)(zhji)酯化聚酯化聚酯路線酯路線環(huán)氧乙烷酯化聚酯路線環(huán)氧乙烷酯化聚酯路線（二）、滌綸樹脂的生產(chǎn)路線二）、滌綸樹脂的生產(chǎn)路線第9頁(yè)/共60頁(yè)第九頁(yè)，共60頁(yè)。H3COOCCOOCH32HOCH2CH2OHZn（CH2COO）2HOCH2CH2C

10、OOCCOOCH2CH2OH對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯2CH3OHHOCH2CH3COOCCOOCH3HOOCCOOH第10頁(yè)/共60頁(yè)第十頁(yè)，共60頁(yè)。 3 3）滌綸）滌綸(dln)(dln)縮聚縮聚HOCH2CH2COOCCOOCH2CH2OHnOCH2CH2OCCOOHOCH2CH2OHn把異縮聚變成均縮聚，保證等當(dāng)量配比。把異縮聚變成均縮聚，保證等當(dāng)量配比。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 能保證質(zhì)量（把異縮聚變成均縮聚，便可不考慮原料能保證質(zhì)量（把異縮聚變成均縮聚，便可不考慮原料配比對(duì)分子量的影響配比對(duì)分子量的影響(yngxing)(yngxing)） 工藝路線成熟工藝路線成熟缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 工藝路線復(fù)雜（制備工

11、藝路線復(fù)雜（制備DMTDMT，消耗甲醇，流程，消耗甲醇，流程 長(zhǎng)，長(zhǎng)，成本不易降低）成本不易降低） 成本高（副產(chǎn)甲醇，需增加回收設(shè)備）成本高（副產(chǎn)甲醇，需增加回收設(shè)備）第11頁(yè)/共60頁(yè)第十一頁(yè)，共60頁(yè)。2.2.對(duì)苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路線（直接酯化聚酯法）對(duì)苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路線（直接酯化聚酯法） 該路線對(duì)原料該路線對(duì)原料(yunlio)(yunlio)對(duì)苯二甲酸和乙二醇的純度要求較高。對(duì)苯二甲酸和乙二醇的純度要求較高。 HOOCCOOH2HOCH2CH2OHHOCH2CH2COOCCOOCH2CH2OH對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯OCH2CH2OCCOOHOCH2CH2OHn第12

12、頁(yè)/共60頁(yè)第十二頁(yè)，共60頁(yè)。優(yōu)點(diǎn)：工藝路線簡(jiǎn)單（省去優(yōu)點(diǎn)：工藝路線簡(jiǎn)單（省去DMTDMT的合成工序，其次是所用原料的合成工序，其次是所用原料較省，不用較省，不用(byng)(byng)催化劑，設(shè)備能力高投資及成本都比較催化劑，設(shè)備能力高投資及成本都比較低）低）缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 對(duì)苯二甲酸精制困難。（高熔點(diǎn)化合物，不易于一對(duì)苯二甲酸精制困難。（高熔點(diǎn)化合物，不易于一般方法制得）般方法制得） 對(duì)苯二甲酸不易溶于乙二醇中，呈懸浮液。對(duì)苯二甲酸不易溶于乙二醇中，呈懸浮液。 高溫下，對(duì)苯二甲酸呈現(xiàn)顏色。高溫下，對(duì)苯二甲酸呈現(xiàn)顏色。第13頁(yè)/共60頁(yè)第十三頁(yè)，共60頁(yè)。HOOCCOOH 2CH2CH2HO

13、CH2CH2COOCCOOCH2CH2OH對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯OCH2=CH2O2CH2CH2OCH2CH2OH2OHO-CH2CH2-OH+第14頁(yè)/共60頁(yè)第十四頁(yè)，共60頁(yè)。2 2）縮聚）縮聚(suj)(suj)：同樣把異縮聚：同樣把異縮聚(suj)(suj)變成均縮聚變成均縮聚(suj)(suj)，保證等當(dāng)量配比。保證等當(dāng)量配比。HOCH2CH2COOCCOOCH2CH2OHnOCH2CH2OCCOOHOCH2CH2OHn優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單、先進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單、先進(jìn) 對(duì)苯二甲酸純度要求不高對(duì)苯二甲酸純度要求不高 反應(yīng)速度快（加成這一步），設(shè)備利用率高反應(yīng)速度快（加成這一步），設(shè)備利用率高缺點(diǎn)

14、缺點(diǎn)(qudin)(qudin)： 安全性差安全性差 加成反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，工業(yè)中不易控制加成反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，工業(yè)中不易控制 對(duì)設(shè)備要求高對(duì)設(shè)備要求高第15頁(yè)/共60頁(yè)第十五頁(yè)，共60頁(yè)。（三）工藝控制因素（三）工藝控制因素(yn s)(yn s)1.1.原料配比對(duì)分子量的影響原料配比對(duì)分子量的影響2.2.平衡常數(shù)對(duì)分子量的影響平衡常數(shù)對(duì)分子量的影響3.3.反應(yīng)程度對(duì)分子量的影響反應(yīng)程度對(duì)分子量的影響4.4.雜質(zhì)的影響雜質(zhì)的影響5.5.溫度的影響溫度的影響6.6.氧的影響氧的影響 第16頁(yè)/共60頁(yè)第十六頁(yè)，共60頁(yè)。1.1.原料原料(yunlio)(yunlio)配比對(duì)分子量的影響配比對(duì)分

15、子量的影響bABanbBbnaAan對(duì)苯二甲酸 a-A-a A主體(zht) a-官能團(tuán)乙二醇 b-B-bDP：表示以重復(fù)(chngf)單元表示的數(shù)均聚合度Xn：表示以結(jié)構(gòu)單元表示的數(shù)均聚合度 Xn = 2 DP 第17頁(yè)/共60頁(yè)第十七頁(yè)，共60頁(yè)。設(shè)令設(shè)令Na、Nb分別為官能團(tuán)分別為官能團(tuán)a、b的起始數(shù)，官能團(tuán)的起始數(shù)，官能團(tuán)a的反應(yīng)程度為的反應(yīng)程度為P，b分子過量即分子過量即NbNa 則則 a官能團(tuán)的反應(yīng)數(shù)為官能團(tuán)的反應(yīng)數(shù)為 NaP (也是也是b官能團(tuán)的反應(yīng)數(shù)官能團(tuán)的反應(yīng)數(shù)) a官能團(tuán)的殘留數(shù)為官能團(tuán)的殘留數(shù)為 NaNaP b官能團(tuán)的殘留數(shù)為官能團(tuán)的殘留數(shù)為 NbNaP a、b官能團(tuán)的殘

16、留總數(shù)為官能團(tuán)的殘留總數(shù)為 NaNb2NaP 殘留的官能團(tuán)總數(shù)分布在大分子的兩端，而每個(gè)大分子有兩個(gè)官能團(tuán)，則體系中大分子總數(shù)是端基官能團(tuán)數(shù)的一半殘留的官能團(tuán)總數(shù)分布在大分子的兩端，而每個(gè)大分子有兩個(gè)官能團(tuán)，則體系中大分子總數(shù)是端基官能團(tuán)數(shù)的一半 （ NaNb2NaP）/ 2 體系中結(jié)構(gòu)單元數(shù)等于體系中結(jié)構(gòu)單元數(shù)等于(dngy)單體分子數(shù)（單體分子數(shù)（ NaNb）/ 2第18頁(yè)/共60頁(yè)第十八頁(yè)，共60頁(yè)。Xn=平均(pngjn)進(jìn)入大分鏈的單體數(shù)目=單體分子的總數(shù)目/分子鏈的數(shù)目=當(dāng)當(dāng)P P1時(shí)，時(shí)，第19頁(yè)/共60頁(yè)第十九頁(yè)，共60頁(yè)。設(shè)設(shè)B的過量的過量(guling)的克分子百分?jǐn)?shù)為的克

17、分子百分?jǐn)?shù)為 q, 則：則：所以(suy)，Xn=（由于（由于(yuy)q很?。┖苄。┑?0頁(yè)/共60頁(yè)第二十頁(yè)，共60頁(yè)。討論：討論： 理論結(jié)構(gòu)理論結(jié)構(gòu)B/A =1（等當(dāng)量配比（等當(dāng)量配比(pi b)），），q = 0， DPB/A =1.5 (B過量過量50%），），q = 50 , DP = 2 BABABB/A =2 (B過量過量100%），），q = 100 , DP = 1 BAB對(duì)于滌綸來說，對(duì)于滌綸來說，DP 100 ，才能滿足要求，即，才能滿足要求，即q 1.0 B/A 1.01 Mn = 23 萬萬措施：為保證等當(dāng)量配比措施：為保證等當(dāng)量配比(pi b)，把異縮聚變成均縮聚

18、。，把異縮聚變成均縮聚。 ABABAB第21頁(yè)/共60頁(yè)第二十一頁(yè)，共60頁(yè)。2.2.平衡常數(shù)對(duì)分子量的影響平衡常數(shù)對(duì)分子量的影響 縮聚反應(yīng)大多數(shù)為可逆平衡反應(yīng)。因此，了解縮聚平縮聚反應(yīng)大多數(shù)為可逆平衡反應(yīng)。因此，了解縮聚平衡的規(guī)律并研究這一規(guī)律是如何影響并決定生產(chǎn)中的某衡的規(guī)律并研究這一規(guī)律是如何影響并決定生產(chǎn)中的某些些(mu xi)(mu xi)控制因素是十分重要的?？刂埔蛩厥鞘种匾?。 對(duì)于可逆平衡反應(yīng)來說，通常用平衡常數(shù)對(duì)于可逆平衡反應(yīng)來說，通常用平衡常數(shù)K K來說明反應(yīng)來說明反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。 對(duì)于體積變化不大的體系，在反應(yīng)程度

19、較高時(shí)，有如對(duì)于體積變化不大的體系，在反應(yīng)程度較高時(shí)，有如下關(guān)系式：下關(guān)系式：wwnnKpnKXnwnw為殘留于平衡體系為殘留于平衡體系(tx)(tx)內(nèi)的小分子副產(chǎn)物的分子百分?jǐn)?shù)。內(nèi)的小分子副產(chǎn)物的分子百分?jǐn)?shù)。 Xn nw Xn nw 滌綸滌綸 K = 4 nw K = 4 nw （真空操作，及時(shí)移出小分子）（真空操作，及時(shí)移出小分子）第22頁(yè)/共60頁(yè)第二十二頁(yè)，共60頁(yè)。 小分子副產(chǎn)物的除去，對(duì)提高產(chǎn)物的分子量具有重小分子副產(chǎn)物的除去，對(duì)提高產(chǎn)物的分子量具有重要意義，為出去小分子副產(chǎn)物可考慮采取一些措施，要意義，為出去小分子副產(chǎn)物可考慮采取一些措施，具體如下：具體如下： （1 1）采用）

20、采用(ciyng)(ciyng)強(qiáng)有力的真空系統(tǒng)強(qiáng)有力的真空系統(tǒng) Mn滌綸滌綸(dln)分子量與乙二醇分壓的關(guān)分子量與乙二醇分壓的關(guān)系系乙二醇分壓乙二醇分壓（2 2）改善縮聚）改善縮聚(suj)(suj)釜的結(jié)構(gòu)釜的結(jié)構(gòu)第23頁(yè)/共60頁(yè)第二十三頁(yè)，共60頁(yè)。a.a.預(yù)縮聚階段預(yù)縮聚階段b.b. 對(duì)苯二甲酸乙二醇酯對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 二、三、四聚體二、三、四聚體c.c.1 1）適當(dāng)高真空度（）適當(dāng)高真空度（125mmHg125mmHg）d.d.2 2）特殊塔式反應(yīng)器）特殊塔式反應(yīng)器e.e. 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 有利于移出乙二醇分子有利于移出乙二醇分子f.f. a a）蒸發(fā)面積）蒸發(fā)面積(min j)

21、(min j)大大 b b）適當(dāng)高真空度）適當(dāng)高真空度g.g. 有利于分子量分布窄有利于分子量分布窄h(huán).h.b.b.縮聚階段縮聚階段i.i.1 1）極高的真空度（余壓）極高的真空度（余壓2.5 2.5 3mmHg) 3mmHg)j.j.2 2）采用臥式縮聚釜（兩釜串聯(lián)）采用臥式縮聚釜（兩釜串聯(lián)）k.k. 鼠籠式攪拌器：轉(zhuǎn)速低鼠籠式攪拌器：轉(zhuǎn)速低 4 r.p.m 4 r.p.ml.l. 距釜壁近距釜壁近 3 3 4mm 4mm，防粘釜，防粘釜預(yù)聚預(yù)聚第24頁(yè)/共60頁(yè)第二十四頁(yè)，共60頁(yè)。3.3.反應(yīng)程度對(duì)分子量的影響反應(yīng)程度對(duì)分子量的影響反應(yīng)程度：反應(yīng)掉的官能團(tuán)數(shù)與參與反應(yīng)的官能團(tuán)數(shù)之比。反應(yīng)

22、程度：反應(yīng)掉的官能團(tuán)數(shù)與參與反應(yīng)的官能團(tuán)數(shù)之比。 當(dāng)兩種原料為等當(dāng)量配比當(dāng)兩種原料為等當(dāng)量配比(pi b)(pi b)時(shí)，則以結(jié)構(gòu)單元為基準(zhǔn)時(shí)，則以結(jié)構(gòu)單元為基準(zhǔn)的數(shù)均聚合度的數(shù)均聚合度XnXn與反應(yīng)程度有如下關(guān)系：與反應(yīng)程度有如下關(guān)系： q = 0 q = 0所以(suy)，P1時(shí)，時(shí)， Xn第25頁(yè)/共60頁(yè)第二十五頁(yè)，共60頁(yè)。尼龍數(shù)均聚合度與反應(yīng)尼龍數(shù)均聚合度與反應(yīng)(fnyng)程度、單體過量克分子百分?jǐn)?shù)有如下關(guān)系：程度、單體過量克分子百分?jǐn)?shù)有如下關(guān)系：（克分子）（克分子） ）當(dāng)一定時(shí)，分子量隨反應(yīng)程度的增加而增大）當(dāng)一定時(shí)，分子量隨反應(yīng)程度的增加而增大(zn d)）當(dāng)）當(dāng)p一定時(shí)，分

23、子量隨增大一定時(shí)，分子量隨增大(zn d)而降低而降低）同樣從，對(duì)分子量的影響，在反應(yīng)程度大時(shí)顯著）同樣從，對(duì)分子量的影響，在反應(yīng)程度大時(shí)顯著）反應(yīng)程度對(duì)分子量的影響，在過量單體克分子數(shù)越小時(shí)愈顯著）反應(yīng)程度對(duì)分子量的影響，在過量單體克分子數(shù)越小時(shí)愈顯著結(jié)論：結(jié)論： Xn 滌綸滌綸(dln)(dln)，q 1.0q 1.0 99.5 99.5 Mn = Mn = 3 3 萬萬(1)(2)(3)增加增加99%99%(3)增增加加49%49%(4)增加增加100%100%(4)增加增加91%91%(4)增加增加50%50%(4)(4)增加增加40%40%第26頁(yè)/共60頁(yè)第二十六頁(yè)，共60頁(yè)。4.

24、4.雜質(zhì)的影響雜質(zhì)的影響 1) 1)影響等當(dāng)量配比影響等當(dāng)量配比 2) 2)雜質(zhì)中有單官能團(tuán)化合物雜質(zhì)中有單官能團(tuán)化合物, ,封鎖大分子端基封鎖大分子端基, ,使使MnMn 3 3）影響反應(yīng)速度）影響反應(yīng)速度(fn yng s d)(fn yng s d)、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)以及、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)以及分子量的分布分子量的分布 COCH2CH2OHHOOCCOOCOCH2CH2OCOOCOH2O+第27頁(yè)/共60頁(yè)第二十七頁(yè)，共60頁(yè)。5.5.溫度的影響溫度的影響 在熔融縮聚過程中，如同在其它在熔融縮聚過程中，如同在其它(qt)(qt)可逆過程一可逆過程一樣，溫度有雙樣，溫度有雙重影響，既影響反應(yīng)速度，又影響平衡

25、常數(shù)。（既重影響，既影響反應(yīng)速度，又影響平衡常數(shù)。（既影響動(dòng)影響動(dòng)力學(xué)因素，又影響熱力學(xué)因素）力學(xué)因素，又影響熱力學(xué)因素） T T反應(yīng)速度反應(yīng)速度(fn yng s d)加快加快平衡常數(shù)降低平衡常數(shù)降低(jingd)(對(duì)于放熱反應(yīng)）對(duì)于放熱反應(yīng)）綜上所述，提高溫度從動(dòng)力學(xué)來看，對(duì)縮聚反應(yīng)有利；綜上所述，提高溫度從動(dòng)力學(xué)來看，對(duì)縮聚反應(yīng)有利； 從熱力學(xué)來看，對(duì)縮聚反應(yīng)不利。從熱力學(xué)來看，對(duì)縮聚反應(yīng)不利。第28頁(yè)/共60頁(yè)第二十八頁(yè)，共60頁(yè)。預(yù)縮聚階段：溫度提高，反應(yīng)速度加快預(yù)縮聚階段：溫度提高，反應(yīng)速度加快(ji kui)，縮短形成低聚體的時(shí)間。，縮短形成低聚體的時(shí)間。T 充分發(fā)揮了動(dòng)力學(xué)因素

26、(yn s)Rp 盡快(jnkui)形成三、四聚體縮聚階段：由于體系粘度大，為提高分子量縮聚階段：由于體系粘度大，為提高分子量 T T 使使K ,K ,以得到高分子量的產(chǎn)物，充分以得到高分子量的產(chǎn)物，充分 利用了熱力學(xué)因素。利用了熱力學(xué)因素。 所以，溫度的影響具有雙重性，既影響動(dòng)力學(xué)因素，所以，溫度的影響具有雙重性，既影響動(dòng)力學(xué)因素， 又影響熱力學(xué)因素。又影響熱力學(xué)因素。第29頁(yè)/共60頁(yè)第二十九頁(yè)，共60頁(yè)。6.6.氧的影響氧的影響 縮聚溫度高（縮聚溫度高（200 200 300 300C C），滌綸生產(chǎn)在），滌綸生產(chǎn)在220 220 280 280 C C下進(jìn)行。因而對(duì)氧的影響應(yīng)有下進(jìn)行。

27、因而對(duì)氧的影響應(yīng)有(yn yu)(yn yu)足夠的重視。足夠的重視。 在高溫下氧的存在會(huì)導(dǎo)致氧化降解與交聯(lián)并有發(fā)色基團(tuán)在高溫下氧的存在會(huì)導(dǎo)致氧化降解與交聯(lián)并有發(fā)色基團(tuán)產(chǎn)生。隨著氧化程度加深，顏色先轉(zhuǎn)黃，后為褐色，最終甚產(chǎn)生。隨著氧化程度加深，顏色先轉(zhuǎn)黃，后為褐色，最終甚至黑色。同時(shí)伴隨制品發(fā)脆，性能明顯變壞。在生產(chǎn)中為防至黑色。同時(shí)伴隨制品發(fā)脆，性能明顯變壞。在生產(chǎn)中為防止氧的作用，通常采取一定的措施：止氧的作用，通常采取一定的措施： 1 1）反應(yīng)系統(tǒng)在）反應(yīng)系統(tǒng)在N2N2、CO2CO2等氣體的保護(hù)下進(jìn)行反應(yīng)。等氣體的保護(hù)下進(jìn)行反應(yīng)。 2 2）在配料中可加一些抗氧劑。如：磷的化合物（磷酸三）

28、在配料中可加一些抗氧劑。如：磷的化合物（磷酸三苯酯，亞磷酸三苯酯）、苯酯，亞磷酸三苯酯）、N-N-苯基苯基- -苯胺。苯胺。最后目的：增加反應(yīng)速度，提高分子量最后目的：增加反應(yīng)速度，提高分子量第30頁(yè)/共60頁(yè)第三十頁(yè)，共60頁(yè)?？偨Y(jié)總結(jié)(zngji)： 預(yù)縮聚預(yù)縮聚(suj)階段階段縮聚縮聚(suj)階段階段適當(dāng)高真空度適當(dāng)高真空度 有利于移出小分子，防止低聚體排出有利于移出小分子，防止低聚體排出高反應(yīng)溫度高反應(yīng)溫度 利用動(dòng)力學(xué)因素，盡快縮短生成低聚利用動(dòng)力學(xué)因素，盡快縮短生成低聚 體的時(shí)間體的時(shí)間塔式反應(yīng)器塔式反應(yīng)器 提高分子量且使分子量分布窄提高分子量且使分子量分布窄極高真空度極高真空度

29、 使小分子及時(shí)排出，提高分子量使小分子及時(shí)排出，提高分子量適當(dāng)高溫度適當(dāng)高溫度利用熱力學(xué)因素，利用熱力學(xué)因素，提高分子量提高分子量臥式鼠籠攪拌反應(yīng)器（兩釜串聯(lián)）臥式鼠籠攪拌反應(yīng)器（兩釜串聯(lián)）第31頁(yè)/共60頁(yè)第三十一頁(yè)，共60頁(yè)。第32頁(yè)/共60頁(yè)第三十二頁(yè)，共60頁(yè)。滌綸樹脂的生產(chǎn)滌綸樹脂的生產(chǎn)用精制后的對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯或它與苯甲酸混合的用精制后的對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯或它與苯甲酸混合的反應(yīng)物進(jìn)行縮聚反應(yīng)反應(yīng)物進(jìn)行縮聚反應(yīng)(su j fn yn)，分離出乙二醇后，分離出乙二醇后即得聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯即得聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯.由于縮聚反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，為了使縮聚反應(yīng)進(jìn)行完全，必須排出反應(yīng)生成的

30、低分子由于縮聚反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，為了使縮聚反應(yīng)進(jìn)行完全，必須排出反應(yīng)生成的低分子(fnz)(fnz)物質(zhì)（乙二醇），為此必須采用真空及強(qiáng)力攪拌，縮聚反應(yīng)最終壓力不大于物質(zhì)（乙二醇），為此必須采用真空及強(qiáng)力攪拌，縮聚反應(yīng)最終壓力不大于266.6Pa266.6Pa，才能獲得高相對(duì)分子，才能獲得高相對(duì)分子(fnz)(fnz)質(zhì)量的聚酯，一般產(chǎn)品的平均相對(duì)分子質(zhì)量的聚酯，一般產(chǎn)品的平均相對(duì)分子(fnz)(fnz)質(zhì)量不低于質(zhì)量不低于2000020000，用于制造纖維、薄膜的相對(duì)分子，用于制造纖維、薄膜的相對(duì)分子(fnz)(fnz)質(zhì)量約為質(zhì)量約為2500025000。在三種合成路線中，酯交換聚酯法和直

31、接酯化聚酯法現(xiàn)在依然是合成聚酯的兩大主要工藝路線。酯交換聚酯路線是傳統(tǒng)的方法，因工藝技術(shù)成熟，所以至今在工業(yè)生產(chǎn)中仍占有相當(dāng)?shù)牡匚?。直接酯化聚酯路線雖然起步較晚，但與酯交換聚酯路線相比，因具有消耗定額低，乙二醇配料比低，無甲醇回收，生產(chǎn)控制穩(wěn)定，流程短，投資低等優(yōu)點(diǎn)，而發(fā)展迅速。在三種合成路線中，酯交換聚酯法和直接酯化聚酯法現(xiàn)在依然是合成聚酯的兩大主要工藝路線。酯交換聚酯路線是傳統(tǒng)的方法，因工藝技術(shù)成熟，所以至今在工業(yè)生產(chǎn)中仍占有相當(dāng)?shù)牡匚?。直接酯化聚酯路線雖然起步較晚，但與酯交換聚酯路線相比，因具有消耗定額低，乙二醇配料比低，無甲醇回收，生產(chǎn)控制穩(wěn)定，流程短，投資低等優(yōu)點(diǎn)，而發(fā)展迅速。第33

32、頁(yè)/共60頁(yè)第三十三頁(yè)，共60頁(yè)。（1 1）酯交換法連續(xù)生產(chǎn)聚酯工藝）酯交換法連續(xù)生產(chǎn)聚酯工藝酯交換法連續(xù)生產(chǎn)聚酯工藝包括酯交換、預(yù)縮聚、縮聚等過程，其原則工藝酯交換法連續(xù)生產(chǎn)聚酯工藝包括酯交換、預(yù)縮聚、縮聚等過程，其原則工藝流程如圖所示。流程如圖所示。酯交換將原料對(duì)苯二甲酸二甲酯連續(xù)加入熔化器中，加熱酯交換將原料對(duì)苯二甲酸二甲酯連續(xù)加入熔化器中，加熱(ji r)(ji r)（1501505 5）熔化后，用齒輪泵送入高位槽中。另將乙二醇連續(xù)加入到乙二醇預(yù)熱器中預(yù)熱至熔化后，用齒輪泵送入高位槽中。另將乙二醇連續(xù)加入到乙二醇預(yù)熱器中預(yù)熱至150150160160后，用離心泵送入高位槽中。將上述兩種

33、原料按摩爾比后，用離心泵送入高位槽中。將上述兩種原料按摩爾比1212分別用計(jì)分別用計(jì)量泵連續(xù)定量加入酯交換塔上部。分別將催化劑醋酸鋅和三氧化二銻按量泵連續(xù)定量加入酯交換塔上部。分別將催化劑醋酸鋅和三氧化二銻按DMTDMT的的0.02%0.02%加入量，用過量加入量，用過量0.4mol0.4mol的乙二醇配制成液體加入高位槽中，并連續(xù)定量送的乙二醇配制成液體加入高位槽中，并連續(xù)定量送入連續(xù)酯交換塔上部。入連續(xù)酯交換塔上部。連續(xù)酯交換塔是一個(gè)塔頂帶有乙二醇回流的填充式精餾柱的立式泡罩塔?？剡B續(xù)酯交換塔是一個(gè)塔頂帶有乙二醇回流的填充式精餾柱的立式泡罩塔?？刂契ソ粨Q溫度為制酯交換溫度為19019022

34、0220，反應(yīng)所生成的甲醇蒸氣通過塔內(nèi)各層塔板上的泡罩，反應(yīng)所生成的甲醇蒸氣通過塔內(nèi)各層塔板上的泡罩齒縫上升，進(jìn)行氣液交換后進(jìn)入冷凝器冷凝后流入甲醇貯槽中。齒縫上升，進(jìn)行氣液交換后進(jìn)入冷凝器冷凝后流入甲醇貯槽中。 第34頁(yè)/共60頁(yè)第三十四頁(yè)，共60頁(yè)。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213DMTEG催催化化劑劑去去甲甲醇醇貯貯槽槽回回收收EG接接真真空空系系統(tǒng)統(tǒng)去去包包裝裝141512345678910111213DMTEG催化劑催化劑去甲醇去甲醇貯槽貯槽回收回收EG接真空系統(tǒng)接真空系統(tǒng)去包裝去包裝1415第35頁(yè)/共60頁(yè)第三十五頁(yè)，共60頁(yè)。第36頁(yè)/共60頁(yè)第三十六頁(yè)，共

35、60頁(yè)。( (五五) )聚酯的紡絲聚酯的紡絲 聚酯纖維是通過熔融紡絲法生產(chǎn)的，一般是聚酯纖維是通過熔融紡絲法生產(chǎn)的，一般是將聚酯樹脂切片經(jīng)過真空干燥（真空度將聚酯樹脂切片經(jīng)過真空干燥（真空度266.6266.6666.5Pa666.5Pa，溫度，溫度140140150150，時(shí)間，時(shí)間101020h20h），除），除去吸附的微量水分，并使樹脂由無定型變?yōu)榻Y(jié)晶去吸附的微量水分，并使樹脂由無定型變?yōu)榻Y(jié)晶形后，在惰性氣體的保護(hù)下加熱成熔體形后，在惰性氣體的保護(hù)下加熱成熔體(rn (rn t)t)。再在一定壓力下定量壓出噴絲孔，冷卻后。再在一定壓力下定量壓出噴絲孔，冷卻后形成纖維，再經(jīng)拉伸、卷曲、切斷

36、等工序成為一形成纖維，再經(jīng)拉伸、卷曲、切斷等工序成為一定規(guī)格的可紡短纖維；或在拉伸后進(jìn)行加捻、定定規(guī)格的可紡短纖維；或在拉伸后進(jìn)行加捻、定型等后處理工序，成為符合各項(xiàng)指標(biāo)的長(zhǎng)纖維。型等后處理工序，成為符合各項(xiàng)指標(biāo)的長(zhǎng)纖維。 第37頁(yè)/共60頁(yè)第三十七頁(yè)，共60頁(yè)。第38頁(yè)/共60頁(yè)第三十八頁(yè)，共60頁(yè)。高分子化學(xué)(huxu)第39頁(yè)/共60頁(yè)第三十九頁(yè)，共60頁(yè)。第40頁(yè)/共60頁(yè)第四十頁(yè)，共60頁(yè)。一、聚酰胺-6（錦綸-6）的生產(chǎn)聚酰胺-6纖維的商品名稱是錦綸、尼龍-6、卡普隆等，是由已內(nèi)酰胺或-氨基已酸經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的一種合成纖維。1、主要原料已內(nèi)酰胺在室溫下為白色結(jié)晶體，熔點(diǎn)為6870，沸點(diǎn)為292.5。手觸有潤(rùn)滑感。工業(yè)品有微弱的叔胺氣味。易溶于水、乙醇、乙醚、氯仿和苯等。在水存在(cnzi)下，加熱開環(huán)聚合為聚已內(nèi)酰胺，主要用于加工成聚已內(nèi)酰胺纖維。已內(nèi)酰胺主要來源：1）以苯酚為原料，經(jīng)環(huán)已醇、環(huán)已酮而得；2）以環(huán)已烷為原料，用光亞硝化法合成；3）以甲苯原料，用尼斯亞法合成；不可以糠醛或乙炔為原料，用光亞硝化法合成。第41頁(yè)/共60頁(yè)第四十一頁(yè)，共60頁(yè)。nNH（CH2）5CONH（CH2）5Cn微量H2O第42頁(yè)/共60頁(yè)第