聚对苯二甲酸乙二醇酯的合成及其进展VIP免费

聚对苯二甲酸乙二醇酯的合成及其进展摘要本文介绍了聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的酯交换（DMT）和直接酯化（PTA）等的合成方式，对比了他们的优缺点，并简要概述了酯交换法和直接酯化法的合成机理。分析了PET合成中可能发生的副反应（热降解和醚键的生成）及其应对措施。比较系统地概括了PET合成过程中的催化剂体系，包括酯交换反应阶段的金属钙、锌、镁、锰等的醋酸盐催化剂和缩聚反应阶段的锑系催化剂、锗系催化剂、锡系催化剂、钛系催化剂。最后，根据目前PET的生产状况，浅谈PET合成的发展趋势。关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯，合成机理，催化剂，发展趋势ProgressinthesynthesisofpolyethyleneterephthalateAbstractInthispaper,thesynthesisandmechanismofpolyethyleneterephthalate(PET),DMTsynthesisrouteandPTAsynthesisroute,areintroducedbriefly,includingtheiradvantagesanddisadvantages.Probablesidereactions(thermaldegradationandgenerationofetherbond)withinthesynthesisprocessandrelevantcounter-measuresareraisedanddiscussed.Ashortsummeryismadetoexplainthecatalystsystemthroughoutthesynthesisprocess,whichiscomprisedofmetal(Ca,Zn,Mg,Mn)acetatecatalystsystemforDMTsynthesisroute,andseriescatalystsbasedonSb,Ge,Sn,TiforPTAsynthesisroute.Finally,prospectsonPETsynthesisaretalkedaboutaccordingtocurrentconditions.Keywords:Polyethyleneterephthalate;Synthesismechanism;Catalyst;Prospect1聚对苯二甲酸乙二醇酯简介聚对苯二甲酸乙二醇酯是工业生产和社会生活中最常见的聚酯之一，简称PET，化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-n。PET可以拉伸成性能优良的纤维，俗称涤纶（Terylene）。上世纪，世界化纤工业创造了奇迹，以涤纶为首的合成纤维产能飞速发展，使化学纤维的总量大大超过天然纤维。其熔点高，150~175℃以下机械强度好，耐溶剂，耐腐蚀，耐磨，耐油，多次洗涤无须烫熨，与棉混纺后，手感好，透水汽适宜。聚对苯二甲酸乙二醇酯还可以用来制造包装薄膜和瓶子，以其价格便宜，外观和性能好，在饮料包装领域得到了广泛应用[1]，并且，在工程塑料以及其他工业领域也有重要的用途。目前，国际上比较先进的聚酯生产技术主要有德国吉玛(Zimmer)公司、日本钟纺(Kinebo)公司、美国杜邦(Dupont)公司、瑞士伊文达(Inventa)公司等。[2]2PET的合成随着化工技术的发展和社会日益增长的需求，PET的合成已经成为国内外研究的热点。1醇PET属于聚酯，是单体间通过酯基相互连接的一类聚合物。常见的酯化反应类型包括：○2醇-酯的酯交换反应；○3羧酸-酯的酯交换反应；○4酯和酯的酯交换和羧酸的直接酯化；○5酰氯和醇的酯化反应；○6酸酐和醇的酯化反应。[3]反应方程式如下：反应；○上述反应中，除酰氯与醇的反应外，大多属于平衡反应，其平衡常数与单体的性质有关，通常较低，要获得高分子量的聚酯，必须使反应副产物（水、醇、酸）等从聚合体系中排出，使反应平衡向有利于聚合反应的方向进行。如果使用酰氯，由于酯化反应平衡常数大，通常可以看作是不平衡反应。因此聚酯化反应可分为两大类：适于醇-羧酸、醇-酯、羧酸-酯等聚合体系的高温熔融聚合和适于酰氯等高活性单体的低温溶液聚合。PET的合成主要有两种方法，一是对苯二甲酸二甲酯(DMT)与乙二醇的酯交换法，简称DMT法，二是对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)的直接酯化，简称PTA法。此外，对苯二甲酸与环氧乙烷(EO)直接酯化法只在日本有工业化规模的装置，此法具有易燃、易爆、有毒等缺点，目前已被前两种方法替代。另外还有碳酸乙烯酯和DMT酯交换耦合法。[4]酯交换法和直接酯化法的合成流程见图2.1。对苯二甲酸（PTA）直接酯化环氧乙烷（EO）酯交换法甲酯化粗DMT精DMT熔融甲醇直接加成直接酯化乙二醇（EG）对苯二甲酸双羟乙酯（BHET）聚合聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）铸带切粒PET切片螺杆熔融纺丝/挤出直接纺丝酯交换乙二醇（EG）甲醇图2.1PET的合成流程图2.1酯交换法（DMT）由于早期难以获得高纯度的对苯二甲酸（PTA），不易控制摩尔比。且PTA在常用的溶剂中溶解困难，难以用精馏、结晶等方法来精...