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PET的合成及生产工艺

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高聚物合成工艺学

系别：化学与环境工程学院专业：08高分子材料与工程

姓名：刘世博

PET的合成及生产工艺

摘要：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为聚对苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚

对苯二

甲酸二甲酯与乙二醇酯交换法制成的聚合物，俗称涤纶，简称PET或PETP。聚对苯二甲酸

二乙酯作为纤维原料已有50多年的历史，本文对PET的争论，生产和应用进展了具体的概述，阐述了其在化学工业中的作用和地位。并介绍了PET的制备方法和确定了PET的生产工艺。

关键字:聚对苯二甲酸乙二醇酯苯二甲酸乙二醇直接酯化法

聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-,由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反响而来。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响所得。

PET为乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，外表平滑有光泽。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，耐疲乏性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。

PET原料预备与精制过程

精对苯二甲酸加氢精制法

该法以高纯PX为原料,醋酸为溶剂,醋酸钴、醋酸锰为催化剂,溴化氢或四溴乙烷为促进剂,空气作氧化剂,使用大型单台连续搅拌式氧化反响器,使PX在氧化反响器中生成对苯二甲酸粗制品。为了进一步氧化中间产物,缓和主氧化反响器的操作条件,增加产物的收率,削减溶剂的消耗,提高产品质量,使主氧化反响器出来的氧化液进入第一结晶器,同时将占整个气体体积2%的空气通入第一结晶器中进展二次氧化。结晶分别出的粗对苯二甲酸用水配成约31%的浆料,经增压、预热后进入加氢反响器。浆料经反响器下部的钯/碳(Pd/C)催化剂床层流到反响器底部的过程中,粗对苯二甲酸中的杂质对羧基苯甲醛在催化剂床层进展动态加氢反响,复原成对甲基苯甲酸。对甲基苯甲酸较易溶于水,在过滤母液时,从系统中除掉。加氢反响器中的浆料经5级连续结晶、分别洗涤、枯燥即得产品TPA。

EG的用量

EG

参加适量的EG，使TPA=1.3～1.8，或低于1.3，以抑制醚化反响。

参加Co、Zn、Mn等金属的化合物可以抑止醚化反响。

催化剂〔或引发剂〕配制过程

目前世界绝大多数PET聚酯生产装置仍承受锑类的催化剂，锑催化剂用量约占90%，其它还有锗和钛类催化剂，尽管这些锑类催化剂的催化效果很好，但随着人们生疏的提高，锑的毒性问题愈来愈受到人们关注。因此近年来PET非锑催化剂争论格外活泼。随着人类对环保的生疏和要求的提高，这类催化剂开发将有宽阔的前景。

反响承受三氧化二锑作为催化剂，在反映前用160度的高温乙二醇进展溶解，冷却到120度进入反响系统；为保证反响顺当进展，产物品质稳定，用磷

酸作为稳定剂，另算也用乙二醇稀释后进入反响系统。反响所需要的热量来源于重油燃烧，燃烧重油给导热油加热，通过管路将肯定温度的导热油送入反响系统。

聚合过程

假设承受TPA为原料，PET聚酯聚合物的生产主要有以下两步反响：第一步是PTA与EG进展酯化反响，生成对苯二甲酸乙二酯(BHET)；其次步是BHET在催化剂作用下发生缩聚反响生成PET。酯化反响阶段，为了缩短反响时间，酯化反响的反响压力要高于大气压力，反响温度要高于醇的沸点。具体反响中所用的醇与TPA的摩尔比为1.1：1-2：1，反响承受的温度为258-263℃。缩聚反响的反响温度须高于聚合物的熔化温度(260-265℃)，低于300℃(当温度到达这个值时，聚合物开头消灭降解)，因此缩聚反响最适宜的温度范围是275-290℃。缩聚反响的反响时间至少为2个小时，具体视反响器不同而有所不同。这个反响的反响常数较小，因此在反响过程中还须尽快地除去反响所生成的乙二醇，打破反响平衡，促使反响连续向右进展，否则不但会影响反响速度，而且聚合度也提不高。因此缩聚要求在真空下进展，特别是缩聚后期要求在高真空度下进展，同时应尽量增加蒸发外表。

在酯化反响的初始阶段，固态PTA和EG之间进展的酯化反响分为如下两

步：固态粉末状的PTA溶解于EG/酯化物的混合物中，已溶解的PTA在高温下与EG发生酯化反响，生成酯化物；其中主要的酯化物是对苯二甲酸双羟乙酯

〔简称BHET〕。反响的方程式如下：

TPA〔固体〕TPA〔液体〕

COOH

O O

CC2+2CHOH

C

C

2

HOCH

CH O

O CHCH

OH+2HO

COOH