PET课件

PET树脂合成工艺流程2012-10-23主要内容PET简介合成方法及原理PET生产工艺流程1、PET简介聚对苯二甲酸乙二醇酯是热塑性聚酯中最主要的品种，英文名为Polythyleneterephthalate简称PET或PETP，俗称涤纶树脂。它是对苯二甲酸（PTA）与乙二醇（EG）的缩聚物，与PBT一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。涤纶是合成纤维中第一大宗产品，由于它性能优良，用途广泛，在合成纤维发展中始终处于领先地位。发展历史PET于1941年首先由英国J．tt．Whinfield与J．T．Dickon研制成功。PET作为纤维原料已有70多年的历史，英国帝国化学公司(1．c．I)于1946年以涤纶(Teleron)纤维投入生产，继而美国杜邦公司(Dupent)于1948年以“代春纶”(Dacron)纤维投入生产。性能强度高：有良好的力学性能，在湿态下强度不变，耐冲击强度是其他薄膜的3-5倍。耐热性高：熔点为255-265℃，软化温度为230-240℃。具有优良的耐高、低温性能，可在120℃温度范围内长期使用，短期使用可耐150℃高温，可耐-70℃低温，且高、低温时对其机械性能影响很小。弹性很好：耐皱性也超过其他一切纤维。耐光性好：在合成纤维中仅次于聚丙烯腈，居第二位。耐磨性好：仅次于聚酰胺，比其他天然纤维及合成纤维要好。耐腐蚀性好：可耐漂白剂、氧化剂、醇、石油产品和稀碱、耐大多数溶剂。不怕霉蛀。吸水性：较低。气体和水蒸气渗透率低，即拥有优良的阻气、水、油及异味性能。透明度：透明度高可阻挡紫外线，光泽性好。安全性：无毒、无味卫生安全性好，可直接用于食品包装。缺点：染色性差，易起球，吸水性太低及手感柔软性差等。分类及用途PET分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片。①纤维级聚酯主要用于：制造涤纶短纤维和涤纶长丝，是供给涤纶纤维企业加工纤维及相关产品的原料，涤纶作为化纤中产量最大的品种。②非纤维级聚酯主要用于：还有瓶类、薄膜等用途，广泛应用于包装业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域，其中包装是聚酯最大的非纤应用市场，同时也是PET增长最快的领域。一般按分子量(粘度)大小分三个方面的用途：纤维（中粘度0.72），薄膜（低粘度0.6），塑料（高粘度1.0）。因其外观似羊毛，弹性好，织物耐穿，保型性好，易洗易干，耐光不易变色，洗后又不易折皱，所以是理想的纺织材料。可用作纯织物，或与羊毛、棉花等纤维混纺，大量应用于衣着织物。工业上用途也很广，如可作电绝缘材料，轮胎帘子线等。农业中也有各种用途，如绳索、渔网等。2、合成方法及原理PET可由单体对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）经缩聚反应而成。按合成路线可分为三种。2.1、直接酯化-缩聚法(PTA法)由高纯度对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）进行酯化反应合成对苯二甲酸乙二醇（BHET）,进一步进行缩聚反应得到聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。2.2、酯交换-缩聚法(DMT法)纯度不高的PTA先与甲醇反应生成对苯二甲酸二甲酯（DMT），再由DMT与EG进行酯交换反应生成BHET，然后缩聚成PET。其反应如下：BHET连续缩聚过程一般可分为三段：第一段是除去醇化或酯交换反应中多余或产生的乙二醇；第二段是低聚合度物料缩聚，一般称这一阶段为预缩聚；这时物料粘度较低，设备可以用釜式、塔式(容量板塔)和卧式反应器，设备容量较大，采用二级蒸汽喷射泵抽真空。第三段是在高真空下进行的缩聚，称后缩聚。2.3、环氧乙烷与对苯二甲酸由于此法可省去由EO制取乙二醇这一步骤，故成本低，而反应有块，优于直缩法。但因EO易于开环生成聚醚，反应热大，EO易热分解，又EO在常温下为气体，运输及贮藏都比较困难，故此法尚未大规模采用。2.4、直接酯化法(PTA法)PTA法的优点：单体消耗少，生产成本低无甲醇生成，省去了甲醇回收装置EG/PTA配比通常低于EG/DMT配比，有利于减少投资；利用PTA酸性自催化，省去了酯化催化剂。PTA法的缺点：TPA对EG溶解度小，使EG/PTA打浆、输送和反应都比EG/DMT困难，提高EG的用量会引起乙二醇的醚化。直接酯化的关键：解决浆状物的混合问题；解决PTA的精制方法，使PTA纯度高达99.9%（质量）以上；降低EG用量，如EG/TPA=1.3~1.8，或低于1.3，以抑制醚化反应。为了抑制醚化反应，可加入Co、Zn、Mn等金属的化合物。影响因素●EG/TPA配比●反应时间●催化剂和稳定剂浓度●搅拌速度●温度●羧基残存率●压力●原料PTA质量2.5、PTA法的工艺实施配料比的控制保证反应的等mol比，可采用以下的措施：（1）把异缩聚变为均缩聚。（2）易挥发组分过量，以弥补在高温下由于其逸出的损失。小分子副产物的除去（1）采取强有力的抽真空系统；（2）采取激烈的搅拌以加大小分子副产物的扩散面积；（3）通入惰性气体带走小分子副产物的方法惰性气流的通入可使缩聚过程在涡流条件下进行，物料得到良好的搅拌，通入气流的速度要使小分子副产物的分压维持在相当低的水平，这样才有显著的效果。（4）改善反应器结构初缩聚阶段，粘度低，此时可让反应在塔式装置内进行。塔设备内可安装使熔体作薄层运动的持殊结构的塔盘，或使熔体沿某些垂直面自上而下作薄层运动，这样可大大提高蒸发的表面积。在后缩聚过程中，熔体粘度较大，通常可采用卧式缩聚釜。这种釜内通常装有搅拌器如多冀式搅拌器、圆盘式搅拌器等，物料在受到搅拌时，熔体的表面得到更新．同时还使部分物料附着在搅拌翼片或圆盘搅拌器的表面上，从而进一步扩大小分子副产物的蒸发面积。在改善熔融缩聚反应器结构的研究中，薄层法近来受到重视。既有利传热，也有利于小分子副产物及时逸出。3、PET生产工艺流程PET生产的工艺流程：连续式：多个反应器串联而成。产品质量稳定，适合大批量。半连续：在酯化和缩聚中间设一个中间储槽。间歇式：一个酯化（或酯交换）反应器及一个缩聚反应器组成。大多为中小工厂采用。3.1直接酯化法工艺流程五釜流程图：