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1、涤纶树脂的合成及应用,.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,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: polyethylene terephthalate，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
2、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。,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
3、，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。,酯交换 190200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。,优点1.反应生成的副产物DEG含量少2.
4、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,（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=14）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=100200），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：270，20003300Pa。后段终缩聚：280285，60130Pa。,三 聚酯流程图,四 影响酯化反应的工艺条件1.EG/PVA摩尔比2.反应压力3.
5、反应时间4.反应温度5.PET粒径6.催化剂,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,钟纺工艺流程图,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，
6、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。,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。,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
7、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。,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；PETPEN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
8、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。,提高阻气性的方法,一 是多层复合，以PET为主，加入PVDC、EVOH、M XD6、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36个月的要求，还可以碱洗消毒，重复使用，从而降低成本。,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是用吹塑成型的，不需要经过注塑，所以没有注料口。所以一个瓶拿起来有注料口的是PET，没有的是如果是大批量生产的话，把总瓶用蒸汽蒸，经过高温蒸汽的PVC会变为不透明，PET还是透明的，分选起来既好认又省事，还有经过蒸的后的标签胶纸就会自动脱胶，用手轻撕就去掉了。,
