’S e snàithleach polyester (PET) an seòrsa snàithleach sintéiseach as motha. Tha aodach air a dhèanamh le snàithleach polyester comhfhurtail, sgiobalta, furasta a nighe, agus luath airson tiormachadh. Tha polyester cuideachd air a chleachdadh gu farsaing mar stuth amh airson pacadh, snàth gnìomhachais, agus plastaig innleadaireachd. Mar thoradh air an sin, tha polyester air leasachadh gu luath air feadh an t-saoghail, ag àrdachadh aig ìre bhliadhnail chuibheasach de 7% agus le toradh mòr.
Faodar cinneasachadh polyester a roinn ann an dòigh dimethyl terephthalate (DMT) agus dòigh searbhag terephthalic (PTA) a thaobh slighe a’ phròiseis agus faodar a roinn ann am pròiseas eadar-amail agus pròiseas leantainneach a thaobh obrachaidh. Ge bith dè an t-slighe pròiseas cinneasachaidh a thèid a ghabhail, feumaidh an ath-bhualadh polycondensation cleachdadh choimeasgaidhean meatailt mar chatalaichean. Tha an ath-bhualadh polycondensation na cheum cudromach ann am pròiseas cinneasachaidh polyester, agus is e an ùine polycondensation am bacadh airson an toradh a leasachadh. Tha leasachadh an t-siostam catalaíseach na fheart cudromach ann a bhith a’ leasachadh càileachd polyester agus a’ giorrachadh na h-ùine polycondensation.
’S e UrbanMines Tech. Earranta companaidh Sìonach air thoiseach a tha gu sònraichte a’ dèanamh rannsachadh is leasachadh, cinneasachadh, agus solar antimony trioxide ìre catalyst polyester, antimony acetate, agus antimony glycol. Tha sinn air rannsachadh domhainn a dhèanamh air na toraidhean seo—tha roinn R&D UrbanMines a-nis a’ toirt geàrr-chunntas air rannsachadh is cleachdadh catalysts antimony san artaigil seo gus ar luchd-ceannach a chuideachadh le bhith a’ cur an sàs gu sùbailte, a’ leasachadh phròiseasan cinneasachaidh, agus a’ toirt seachad farpaiseachd iomlan airson toraidhean snàithleach polyester.
Tha sgoilearan dachaigheil is cèin den bheachd sa chumantas gur e ath-bhualadh leudachaidh slabhraidh a th’ ann am poile-dhlùthadh polyester, agus gur ann le co-òrdanachadh chelation a bhuineas an dòigh-obrach catalaíseach, a dh’ fheumas ataim meatailt an catalaíseach orbitalan falamh a thoirt seachad gus co-òrdanachadh leis a’ phàir arc de electronan de ogsaidean carbonyl gus adhbhar catalais a choileanadh. Airson poile-dhlùthadh, leis gu bheil dùmhlachd sgòthan electron ogsaidean carbonyl anns a’ bhuidheann ester hydroxyethyl an ìre mhath ìosal, tha dealan-àicheileachd ianan meatailt an ìre mhath àrd rè co-òrdanachadh, gus co-òrdanachadh agus leudachadh slabhraidh a dhèanamh nas fhasa.
Faodar na leanas a chleachdadh mar chatalaichean polyester: Li, Na, K, Be, Mg, Ca, Sr, B, Al, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Ti, Nb, Cr, Mo, Mn, Fe, Co, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Zn, Cd, Hg agus ocsaidean meatailt eile, alcoholates, carboxylates, borates, halides agus amines, urea, guanidines, todhar organach anns a bheil sulfur. Ach, is e na catalaichean a thathas a’ cleachdadh agus a’ sgrùdadh an-dràsta ann an cinneasachadh gnìomhachais sa mhòr-chuid todhar sreath Sb, Ge, agus Ti. Tha àireamh mhòr de sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil: nas lugha de ath-bhualaidhean taobh aig catalaichean stèidhichte air Ge agus a’ dèanamh PET àrd-inbhe, ach chan eil an gnìomhachd aca àrd, agus tha glè bheag de ghoireasan aca agus tha iad daor; Tha gnìomhachd àrd agus astar ath-bhualadh luath aig catalaichean stèidhichte air Ti, ach tha na h-ath-bhualaidhean taobh catalaíseach aca nas follaisiche, agus mar thoradh air sin tha seasmhachd teirmeach bochd agus dath buidhe air an toradh, agus mar as trice chan urrainnear an cleachdadh ach airson co-chur PBT, PTT, PCT, msaa.; Chan e a-mhàin gu bheil catalaichean stèidhichte air Sb nas gnìomhaiche. Tha càileachd an toraidh àrd leis gu bheil catalaichean stèidhichte air Sb nas gnìomhaiche, gu bheil nas lugha de bhuaidhean taobh aca, agus gu bheil iad nas saoire. Mar sin, chaidh an cleachdadh gu farsaing. Nam measg, is e na catalaichean stèidhichte air Sb as cumanta antimony trioxide (Sb2O3), antimony acetate (Sb(CH3COO)3), msaa.
A’ coimhead air eachdraidh leasachaidh gnìomhachas a’ phoileistear, chì sinn gu bheil còrr is 90% de na planntaichean poileistear san t-saoghal a’ cleachdadh todhar antimony mar chatalaichean. Ron bhliadhna 2000, bha grunn phlanntaichean poileistear air an toirt a-steach ann an Sìona, agus bha iad uile a’ cleachdadh todhar antimony mar chatalaichean, gu h-àraidh Sb2O3 agus Sb(CH3COO)3. Tro oidhirpean co-roinnte rannsachadh saidheansail, oilthighean agus roinnean cinneasachaidh Shìona, tha an dà chatalaiche seo a-nis air an dèanamh gu tur aig an taigh.
Bho 1999, tha a’ chompanaidh cheimigeach Frangach Elf air catalyst antimony glycol [Sb2 (OCH2CH2CO) 3] a chuir air bhog mar thoradh ùraichte de chatalysts traidiseanta. Tha gealachadh àrd agus snìomhachd mhath aig na sgoltagan polyester a thèid a dhèanamh, agus tha seo air aire mhòr a tharraing bho ionadan rannsachaidh catalyst dachaigheil, iomairtean, agus luchd-saothrachaidh polyester ann an Sìona.
I. Rannsachadh agus cleachdadh antimony trioxide
’S e na Stàitean Aonaichte aon de na dùthchannan as tràithe a rinn agus a chuir an sàs Sb2O3. Ann an 1961, ràinig caitheamh Sb2O3 anns na Stàitean Aonaichte 4,943 tunna. Anns na 1970n, rinn còig companaidhean ann an Iapan Sb2O3 le comas cinneasachaidh iomlan de 6,360 tunna gach bliadhna.
Tha prìomh aonadan rannsachaidh is leasachaidh Sb2O3 Shìona stèidhichte sa mhòr-chuid ann an iomairtean a bha fo shealbh na stàite roimhe ann an Roinn Hunan agus Shanghai. Tha UrbanMines Tech. Earranta cuideachd air loidhne cinneasachaidh proifeasanta a stèidheachadh ann an Roinn Hunan.
(I). Modh airson antimony trioxide a dhèanamh
Mar as trice bidh saothrachadh Sb2O3 a’ cleachdadh mèinn sulfaid antimony mar stuth amh. Bithear ag ullachadh antimony meatailt an toiseach, agus an uairsin bithear a’ dèanamh Sb2O3 le bhith a’ cleachdadh antimony meatailt mar stuth amh.
Tha dà phrìomh dhòigh ann airson Sb2O3 a dhèanamh bho antimony meatailteach: ocsaidachadh dìreach agus lobhadh naitridean.
1. Modh ocsaididh dìreach
Bidh antamonaidh meatailt ag ath-fhreagairt le ocsaidean fo theasachadh gus Sb2O3 a chruthachadh. Seo mar a tha am pròiseas ath-bhualaidh:
4Sb＋3O2＝＝2Sb2O3
2. Ammonolysis
Bidh meatailt antamonaidh ag ath-fhreagairt le clòirin gus trichloride antamonaidh a cho-chur, a thèid an uair sin a ghrùdadh, a hiodrolysachadh, a dhèanamh ammonailichte, a nighe, agus a thiormachadh gus an toradh Sb2O3 crìochnaichte fhaighinn. Is e seo an co-aontar ath-bhualadh bunaiteach:
2Sb＋3Cl2＝＝2SbCl3
SbCl3＋H2O＝＝SbOCl＋2HCl
4SbOCl＋H2O＝＝Sb2O3·2SbOCl＋2HCl
Sb2O3·2SbOCl＋OH＝＝2Sb2O3＋2NH4Cl＋H2O
(II). Cleachdaidhean antimony trioxide
Is e am prìomh chleachdadh a th’ aig antimony trioxide mar chatalaiche airson polymerase agus mar lasair-dhìonach airson stuthan synthetigeach.
Ann an gnìomhachas a’ phoileisteir, chaidh Sb2O3 a chleachdadh an toiseach mar chatalaiche. Tha Sb2O3 air a chleachdadh sa mhòr-chuid mar chatalaiche poile-dhlùthachaidh airson slighe DMT agus slighe tràth PTA agus mar as trice bidh e air a chleachdadh ann an co-bhonn ri H3PO4 no na h-einsìmean aige.
(III). Duilgheadasan le antimony trioxide
Tha solubhaileachd bochd aig Sb2O3 ann an ethylene glycol, le solubhaileachd de dìreach 4.04% aig 150°C. Mar sin, nuair a thèid ethylene glycol a chleachdadh gus an catalyst ullachadh, tha sgapadh bochd aig Sb2O3, agus faodaidh seo cus catalyst adhbhrachadh gu furasta anns an t-siostam polymerization, trimers cearcallach le puing leaghaidh àrd a chruthachadh, agus duilgheadasan adhbhrachadh le snìomh. Gus solubhaileachd agus sgapadh Sb2O3 ann an ethylene glycol a leasachadh, mar as trice thathas a’ cleachdadh cus ethylene glycol no a’ meudachadh teòthachd an sgaoilidh gu os cionn 150°C. Ach, os cionn 120°C, faodaidh Sb2O3 agus ethylene glycol sileadh antimony ethylene glycol a thoirt gu buil nuair a bhios iad ag obair còmhla airson ùine mhòr, agus faodar Sb2O3 a lughdachadh gu antimony meatailteach anns an ath-bhualadh polycondensation, a dh’ fhaodadh “ceò” adhbhrachadh ann an sgoltagan polyester agus buaidh a thoirt air càileachd toraidh.
II. Rannsachadh agus cleachdadh acetate antamonaidh
Modh ullachaidh acetate antimony
An toiseach, chaidh antimony acetate ullachadh le bhith ag ath-bhualadh antimony trioxide le searbhag acetic, agus chaidh acetic anhydride a chleachdadh mar àidseant dì-uisgeachaidh gus an t-uisge a chaidh a chruthachadh leis an ath-bhualadh a ghabhail a-steach. Cha robh càileachd an toraidh chrìochnaichte a fhuaireadh leis an dòigh seo àrd, agus thug e còrr is 30 uair a thìde airson antimony trioxide a sgaoileadh ann an searbhag acetic. Nas fhaide air adhart, chaidh antimony acetate ullachadh le bhith ag ath-bhualadh antimony meatailt, antimony trichloride, no antimony trioxide le acetic anhydride, gun fheum air àidseant dì-uisgeachaidh.
1. Modh trichloride antamonaidh
Ann an 1947, dh’ullaich H. Schmidt et al. ann an taobh an iar na Gearmailt Sb(CH3COO)3 le bhith ag ath-bhualadh SbCl3 le anhydride aiseatach. Seo mar a tha foirmle an ath-bhualaidh:
SbCl3+3(CH3CO)2O==Sb(CH3COO)3+3CH3COCl
2. Modh meatailt antamonaidh
Ann an 1954, dh’ullaich TAPaybea às an t-seann Aonadh Sobhietach Sb(CH3COO)3 le bhith ag ath-bhualadh antimony meatailteach agus peroxyacetyl ann am fuasgladh beinséin. Is e foirmle an ath-bhualaidh:
Sb＋(CH3COO)2==Sb(CH3COO)3
3. Modh trì-ocsaid antamonaidh
Ann an 1957, chleachd F. Nerdel à taobh an iar na Gearmailt Sb2O3 gus freagairt le anhydride aiseatach gus Sb(CH3COO)3 a thoirt gu buil.
Sb2O3＋3（CH3CO）2O＝＝2Sb（CH3COO）3
Is e ana-cothrom an dòigh seo gu bheil na criostalan buailteach a bhith a’ cruinneachadh ann am pìosan mòra agus a’ cumail gu daingeann ri balla a-staigh an reactar, agus mar thoradh air sin bidh càileachd agus dath toraidh bochd.
4. Modh fuasglaidh antimony trioxide
Gus faighinn thairis air easbhaidhean na dòigh-obrach gu h-àrd, mar as trice bidh fuasglaiche neodrach air a chur ris rè ath-bhualadh Sb2O3 agus anhydride aiseatach. Seo an dòigh ullachaidh sònraichte:
(1) Ann an 1968, dh’fhoillsich R. Thoms bhon American Mosun Chemical Company peutant air ullachadh acetate antimony. Chleachd am peutant xylene (o-, m-, p-xylene, no measgachadh dheth) mar fhuasglaiche neodrach gus criostalan mìne de acetate antimony a dhèanamh.
(2) Ann an 1973, chruthaich Poblachd nan Seiceach dòigh airson acetate antimony mìn a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh toluene mar fhuasglaiche.
III. Coimeas eadar trì catalaichean stèidhichte air antimony
| Tri-ocsaid Antimony | Aiseatáit Antimony | Glycolate Antimony | |
| Togalaichean Bunasach | Mar as trice aithnichte mar antamonaidh geal, foirmle mhóileciuil Sb2O3, cuideam moileciuil 291.51, pùdar geal, puing leaghaidh 656 ℃. Tha susbaint antamonaidh teòiridheach mu 83.53%. Dùmhlachd coimeasach 5.20g / ml. So-sgaoilte ann an searbhag hydrochloride dùmhail, searbhag sulfarach dùmhail, searbhag nitric dùmhail, searbhag tartaric agus fuasgladh alcalach, do-sgaoilte ann an uisge, deoch làidir, searbhag sulfarach caolaichte. | Foirmle mhóileciuil Sb(AC)3, cuideam moileciuil 298.89, susbaint antimony teòiridheach mu 40.74%, puing leaghaidh 126-131 ℃, dùmhlachd 1.22g/ml (25 ℃), pùdar geal no geal-bhàn, furasta a sgaoileadh ann an ethylene glycol, toluene agus xylene. | Foirmle mhóileciuil Sb 2 (EG) 3, Tha an cuideam moileciuil mu 423.68, tha a’ phuing leaghaidh ＞ 100 ℃ (dec.), tha an susbaint antimony teòiridheach mu 57.47%, tha an coltas na stuth criostalach geal, neo-phuinnseanta agus gun bhlas, furasta taiseachd a ghabhail a-steach. Tha e furasta a sgaoileadh ann an ethylene glycol. |
| Modh-obrach agus Teicneòlas Co-chur | Air a cho-chur sa mhòr-chuid leis an dòigh stibnite: 2Sb 2 S 3 +9O 2 →2Sb 2 O 3 +6SO 2 ↑Sb 2 O 3 +3C→2Sb+3CO↑ 4Sb+O 2 →2Sb 2 O 3Nota: Stibnite / Mèinn Iarainn / Clach-aoil → Teasachadh agus Ceò → Cruinneachadh | Bidh a’ ghnìomhachas sa mhòr-chuid a’ cleachdadh dòigh-obrach fuasglaiche Sb 2 O 3 airson co-chur: Sb 2 O 3 ＋ 3 (CH 3 CO ) 2 O → 2Sb (AC) 3 Pròiseas: ath-shruthadh teasachaidh → sìoladh teth → criostalachadh → tiormachadh falamh → toradh Nota: Tha Sb (AC) 3 furasta a h-hydrolysis, agus mar sin feumaidh an toluene no xylene fuasglaiche neodrach a thathar a’ cleachdadh a bhith gun uisge, chan urrainn dha Sb 2 O 3 a bhith ann an staid fhliuch, agus feumaidh an uidheamachd cinneasachaidh a bhith tioram cuideachd. | Bidh a’ ghnìomhachas sa mhòr-chuid a’ cleachdadh an dòigh Sb 2 O 3 gus na leanas a cho-chur: Sb 2 O 3 + 3 EG→ Sb 2 (EG) 3 + 3 H 2 O Pròiseas: A’ biathadh (Sb 2 O 3 , stuthan cur-ris agus EG) → ath-bhualadh teasachaidh is cuideamachaidh → a’ toirt air falbh slag, neo-chunbhalachdan agus uisge → dì-dhath → sìoladh teth → fuarachadh agus criostalachadh → dealachadh agus tiormachadh → toradh Nota: Feumar am pròiseas cinneasachaidh a sgaradh bhon uisge gus casg a chuir air hydrolysis. Tha an ath-bhualadh seo na ath-bhualadh in-thionndaidheach, agus san fharsaingeachd thèid an ath-bhualadh adhartachadh le bhith a’ cleachdadh cus ethylene glycol agus a’ toirt air falbh uisge an toraidh. |
| Buannachd | Tha a’ phrìs an ìre mhath saor, tha e furasta a chleachdadh, tha gnìomhachd catalaíseach meadhanach aige agus ùine polycondensation goirid. | Tha deagh sho-leaghadh aig acetate antimony ann an ethylene glycol agus tha e air a sgaoileadh gu cothromach ann an ethylene glycol, a dh’ fhaodas èifeachdas cleachdaidh antimony a leasachadh; Tha feartan gnìomhachd catalaíseach àrd, nas lugha de ath-bhualadh lobhadh, deagh sheasamh teas agus seasmhachd giollachd aig acetate antimony; Aig an aon àm, chan eil feum air co-chatalaiche agus seasmhaichear a chur ris nuair a thathar a’ cleachdadh acetate antimony mar chatalaiche. Tha ath-bhualadh siostam catalaíoch acetate antimony caran tlàth, agus tha càileachd an toraidh àrd, gu sònraichte an dath, a tha nas fheàrr na dath an t-siostam antimony trioxide (Sb 2 O 3 ). | Tha solubleachd àrd aig an catalaiche ann an ethylene glycol; thèid antimony neoni-valent a thoirt air falbh, agus thèid neo-chunbhalachdan leithid moileciuilean iarainn, clòraidean agus sulfates a bheir buaidh air polycondensation a lughdachadh chun na h-ìre as ìsle, a’ cur às don duilgheadas a th’ ann an creimeadh ian acetate air uidheamachd; tha Sb 3+ ann an Sb 2 (EG) 3 an ìre mhath àrd, agus is dòcha gu bheil seo air sgàth gu bheil a solubleachd ann an ethylene glycol aig teòthachd an ath-bhualadh nas motha na Sb 2 O 3 An coimeas ri Sb (AC) 3, tha an ìre de Sb 3+ a bhios a’ cluich pàirt catalaíseach nas motha. Tha dath an toraidh polyester air a thoirt gu buil le Sb 2 (EG) 3 nas fheàrr na dath Sb 2 O 3 Beagan nas àirde na an tè thùsail, a’ toirt air an toradh coimhead nas soilleire agus nas gile; |
| Eas-bhuannachd | Tha an solubhail ann an ethylene glycol bochd, dìreach 4.04% aig 150°C. Ann an cleachdadh, tha ethylene glycol ro mhòr no thèid an teòthachd sgaoilidh àrdachadh gu os cionn 150°C. Ach, nuair a bhios Sb2O3 ag ath-bhualadh le ethylene glycol airson ùine mhòr aig os cionn 120°C, faodaidh sileadh antimony ethylene glycol tachairt, agus faodaidh Sb2O3 a bhith air a lughdachadh gu fàradh meatailt anns an ath-bhualadh polycondensation, a dh’ fhaodadh “ceò liath” adhbhrachadh ann an sgoltagan polyester agus buaidh a thoirt air càileachd toraidh. Bidh iongantas ocsaidean antimony ioma-bhailteach a’ tachairt nuair a thathar ag ullachadh Sb2O3, agus tha buaidh aig seo air purrachd èifeachdach an antimony. | Tha susbaint antamonaidh an catalyst an ìre mhath ìosal; bidh neo-chunbhalachdan searbhag aiseatach a’ creimeadh uidheamachd, a’ truailleadh na h-àrainneachd, agus chan eil iad freagarrach airson làimhseachadh uisge sgudail; tha am pròiseas cinneasachaidh iom-fhillte, tha na suidheachaidhean àrainneachd obrachaidh bochd, tha truailleadh ann, agus tha an toradh furasta dath atharrachadh. Tha e furasta a lobhadh nuair a thèid a theasachadh, agus is e na toraidhean hydrolysis Sb2O3 agus CH3COOH. Tha an ùine còmhnaidh aig an stuth fada, gu sònraichte anns an ìre polycondensation mu dheireadh, a tha gu math nas àirde na an siostam Sb2O3. | Bidh cleachdadh Sb 2 (EG) 3 ag àrdachadh cosgais catalyst an inneil (chan urrainnear an àrdachadh cosgais a chothromachadh ach ma thèid 25% de PET a chleachdadh airson fèin-shnìomh filamentan). A bharrachd air an sin, bidh luach b dath an toraidh ag àrdachadh beagan. |