Fib Polyester (PET) se pi gwo varyete fib sentetik. Rad ki fèt ak fib Polyester konfòtab, sèk, fasil pou lave, epi yo seche rapidman. Polyester tou lajman itilize kòm yon matyè premyè pou anbalaj, fil endistriyèl, ak plastik jeni. Kòm rezilta, Polyester te devlope rapidman atravè lemond, ogmante nan yon to mwayèn anyèl de 7% ak yon gwo pwodiksyon.
Pwodiksyon Polyester ka divize an wout dimetil tereftalat (DMT) ak wout asid tereftalik (PTA) an tèm de wout pwosesis epi li ka divize an pwosesis tanzantan ak pwosesis kontinyèl an tèm de operasyon. Kèlkeswa wout pwosesis pwodiksyon an adopte a, reyaksyon polikondansasyon an mande pou itilizasyon konpoze metal kòm katalis. Reyaksyon polikondansasyon an se yon etap kle nan pwosesis pwodiksyon Polyester la, epi tan polikondansasyon an se blokaj pou amelyore sede a. Amelyorasyon sistèm katalis la se yon faktè enpòtan nan amelyore kalite Polyester la ak diminye tan polikondansasyon an.
UrbanMines Tech. Limited se yon konpayi Chinwa dirijan ki espesyalize nan R&D, pwodiksyon, ak ekipman pou triyoksid antimony, asetat antimony, ak glikòl antimony ki gen kalite katalizè Polyester. Nou te fè rechèch apwofondi sou pwodui sa yo—depatman R&D UrbanMines kounye a rezime rechèch ak aplikasyon katalizè antimony nan atik sa a pou ede kliyan nou yo aplike yo avèk fleksibilite, optimize pwosesis pwodiksyon yo, epi bay yon compétitivité konplè pou pwodui fib Polyester.
Jeneralman, espesyalis lokal ak etranje yo kwè ke polikondansasyon Polyester se yon reyaksyon ekstansyon chèn, epi mekanis katalitik la fè pati kowòdinasyon kelasyon, ki mande pou atòm metal katalis la bay orbital vid pou kowòdone ak pè elektwon oksijèn karbonil la pou reyalize objektif kataliz la. Pou polikondansasyon, piske dansite nyaj elektwon oksijèn karbonil nan gwoup estè idroksietil la relativman ba, elektwonegativite iyon metal yo relativman wo pandan kowòdinasyon an, pou fasilite kowòdinasyon ak ekstansyon chèn.
Sa ki annapre yo ka itilize kòm katalis 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 ak lòt oksid metal, alkòlat, karboksilat, borat, alid ak amin, ure, guanidin, konpoze òganik ki gen souf. Sepandan, katalis yo itilize kounye a epi yo etidye nan pwodiksyon endistriyèl yo se sitou konpoze seri Sb, Ge, ak Ti. Yon gwo kantite etid montre ke: Katalis ki baze sou Ge gen mwens reyaksyon segondè epi pwodui PET kalite siperyè, men aktivite yo pa wo, epi yo gen kèk resous epi yo chè; Katalis ki baze sou Ti gen gwo aktivite ak vitès reyaksyon rapid, men reyaksyon segondè katalitik yo pi evidan, sa ki lakòz yon estabilite tèmik pòv ak koulè jòn nan pwodwi a, epi jeneralman yo ka sèlman itilize pou sentèz PBT, PTT, PCT, elatriye; Katalis ki baze sou Sb yo pa sèlman pi aktif. Kalite pwodwi a wo paske katalis ki baze sou Sb yo pi aktif, yo gen mwens reyaksyon segondè, epi yo pi bon mache. Se poutèt sa, yo te lajman itilize. Pami yo, katalis ki baze sou Sb ki pi souvan itilize yo se triyoksid antimony (Sb2O3), asetat antimony (Sb(CH3COO)3), elatriye.
Si nou gade istwa devlopman endistri Polyester la, nou ka wè ke plis pase 90% nan izin Polyester nan mond lan itilize konpoze antimony kòm katalis. Rive nan lane 2000, Lachin te entwodui plizyè izin Polyester, yo tout te itilize konpoze antimony kòm katalis, sitou Sb2O3 ak Sb(CH3COO)3. Gras a efò konjwen rechèch syantifik Chinwa a, inivèsite yo ak depatman pwodiksyon yo, de katalis sa yo kounye a pwodui nèt nan peyi a.
Depi 1999, konpayi chimik franse Elf lanse yon katalis antimony glycol [Sb2 (OCH2CH2CO) 3] kòm yon pwodwi amelyore pou katalis tradisyonèl yo. Chips Polyester yo pwodui yo gen yon gwo blanchiman ak bon kapasite pou vire, sa ki atire anpil atansyon nan men enstitisyon rechèch katalis domestik yo, antrepriz yo ak manifaktirè Polyester nan Lachin.
I. Rechèch ak aplikasyon triyoksid antimony
Etazini se youn nan premye peyi ki te pwodui epi aplike Sb2O3. An 1961, konsomasyon Sb2O3 Ozetazini te rive nan 4,943 tòn. Nan ane 1970 yo, senk konpayi nan Japon te pwodui Sb2O3 ak yon kapasite pwodiksyon total de 6,360 tòn pa ane.
Prensipal inite rechèch ak devlopman Sb2O3 Lachin yo sitou konsantre nan ansyen antrepriz leta nan pwovens Hunan ak Shanghai. UrbanMines Tech. Limited te etabli tou yon liy pwodiksyon pwofesyonèl nan pwovens Hunan.
(I). Metòd pou pwodui triyoksid antimony
Anjeneral, yo itilize minrè silfid antimony kòm matyè premyè pou fabrike Sb2O3. Yo prepare antimony metal la anvan, epi answit yo pwodui Sb2O3 lè yo itilize antimony metal kòm matyè premyè.
Gen de metòd prensipal pou pwodui Sb2O3 apati antimony metalik: oksidasyon dirèk ak dekonpozisyon azòt.
1. Metòd oksidasyon dirèk
Antimony metalik reyaji avèk oksijèn anba chofaj pou fòme Sb2O3. Pwosesis reyaksyon an se jan sa a:
4Sb＋3O2＝＝2Sb2O3
2. Amonoliz
Metal antimony reyaji avèk klò pou sentetize triklorid antimony, ki answit distile, idrolize, amonolize, lave, epi seche pou jwenn pwodwi Sb2O3 fini an. Ekasyon reyaksyon debaz la se:
2Sb＋3Cl2＝＝2SbCl3
SbCl3 + H2O = SbOCl + 2HCl
4SbOCl＋H2O＝＝Sb2O3·2SbOCl＋2HCl
Sb2O3·2SbOCl＋OH＝=2Sb2O3＋2NH4Cl＋H2O
(II). Itilizasyon triyoksid antimony
Prensipal itilizasyon triyoksid antimony se kòm yon katalis pou polimeraz ak yon pwodui rezistan flanm pou materyèl sentetik.
Nan endistri Polyester la, yo te premye itilize Sb2O3 kòm yon katalis. Yo sitou itilize Sb2O3 kòm yon katalis polikondansasyon pou wout DMT a ak wout PTA byen bonè a epi jeneralman yo itilize li an konbinezon avèk H3PO4 oswa anzim li yo.
(III). Pwoblèm ak triyoksid antimony
Sb2O3 gen yon move solubilite nan etilèn glikòl, ak yon solubilite sèlman 4.04% a 150°C. Se poutèt sa, lè yo itilize etilèn glikòl pou prepare katalis la, Sb2O3 gen yon move dispèrsibilite, sa ki ka fasilman lakòz twòp katalis nan sistèm polimerizasyon an, jenere trimè siklik ki gen yon pwen fizyon wo, epi pote difikilte pou file won. Pou amelyore solubilite ak dispèrsibilite Sb2O3 nan etilèn glikòl, jeneralman yo adopte pou itilize twòp etilèn glikòl oswa ogmante tanperati disolisyon an pi wo pase 150°C. Sepandan, pi wo pase 120°C, Sb2O3 ak etilèn glikòl ka pwodui presipitasyon antimony etilèn glikòl lè yo aji ansanm pou yon tan long, epi Sb2O3 ka redwi an antimony metalik nan reyaksyon polikondansasyon an, sa ki ka lakòz "bwouya" nan chip polyester epi afekte kalite pwodwi a.
II. Rechèch ak aplikasyon asetat antimony
Metòd preparasyon asetat antimony
Okòmansman, yo te prepare asetat antimony lè yo te fè triyoksid antimony reyaji avèk asid asetik, epi yo te itilize anidrid asetik kòm yon ajan dezidratan pou absòbe dlo ki te pwodui pa reyaksyon an. Kalite pwodwi fini yo te jwenn avèk metòd sa a pa t wo, epi li te pran plis pase 30 èdtan pou triyoksid antimony fonn nan asid asetik. Apre sa, yo te prepare asetat antimony lè yo te fè antimony metal, triklorid antimony, oswa triyoksid antimony reyaji avèk anidrid asetik, san yo pa te bezwen yon ajan dezidratan.
1. Metòd triklorid antimony
An 1947, H. Schmidt et al. nan Almay Lwès te prepare Sb(CH3COO)3 lè yo te fè SbCl3 reyaji avèk anidrid asetik. Fòmil reyaksyon an se jan sa a:
SbCl3+3(CH3CO)2O==Sb(CH3COO)3+3CH3COCl
2. Metòd metal Antimony
An 1954, TAPaybea nan ansyen Inyon Sovyetik la te prepare Sb(CH3COO)3 lè yo te reyaji antimony metalik ak peroksiasetil nan yon solisyon benzèn. Fòmil reyaksyon an se:
Sb＋(CH3COO)2==Sb(CH3COO)3
3. Metòd triyoksid antimony
An 1957, F. Nerdel nan Almay Lwès te itilize Sb2O3 pou reyaji avèk anidrid asetik pou pwodui Sb(CH3COO)3.
Sb2O3＋3（CH3CO）2O＝＝2Sb（CH3COO）3
Dezavantaj metòd sa a se ke kristal yo gen tandans rasanble an gwo moso epi kole byen fèm sou miray enteryè reaktè a, sa ki lakòz pwodwi a gen move kalite ak koulè.
4. Metòd solvang triyoksid antimony
Pou simonte enpèfeksyon metòd ki anwo a, anjeneral yo ajoute yon sòlvan net pandan reyaksyon Sb2O3 ak anidrid asetik la. Metòd preparasyon espesifik la se jan sa a:
(1) An 1968, R. Thoms nan American Mosun Chemical Company te pibliye yon patant sou preparasyon asetat antimony. Patant lan te itilize ksilèn (o-, m-, p-ksilèn, oubyen yon melanj ladan yo) kòm yon solvan net pou pwodui kristal fen asetat antimony.
(2) An 1973, Repiblik Tchèk la te envante yon metòd pou pwodui asetat antimony rafine lè l sèvi avèk toluèn kòm yon solvan.
III. Konparezon twa katalis ki baze sou antimony
| Triyoksid Antimony | Asetat Antimony | Antimony Glycolate | |
| Pwopriyete debaz yo | Souvan li rele antimony blan, fòmil molekilè Sb2O3, pwa molekilè 291.51, poud blan, pwen fizyon 656 ℃. Kontni antimony teorik la se anviwon 83.53%. Dansite relatif 5.20g/ml. Li ka fonn nan asid idroklorik konsantre, asid silfirik konsantre, asid nitrique konsantre, asid tartarik ak solisyon alkali, li pa ka fonn nan dlo, alkòl, asid silfirik dilye. | Fòmil molekilè Sb(AC)3, pwa molekilè 298.89, kontni antimony teorik anviwon 40.74%, pwen fizyon 126-131℃, dansite 1.22g/ml (25℃), poud blan oswa blan kase, fasil pou fonn nan etilèn glikòl, toluèn ak ksilèn. | Fòmil molekilè Sb2(EG)3, pwa molekilè a se anviwon 423.68, pwen fizyon an se > 100℃(desk.), kontni antimony teorik la se anviwon 57.47%, aparans li se yon solid cristalline blan, ki pa toksik e san gou, fasil pou absòbe imidite. Li fasil pou fonn nan etilèn glikòl. |
| Metòd ak Teknoloji Sentèz | Prensipalman sentetize pa metòd stibnit: 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 3 Nòt: Stibnit / Minrè fè / Kalkè → Chofaj ak lafimen → Koleksyon | Endistri a sitou itilize metòd solvang Sb2O3 pou sentèz: Sb2O3 ＋3 (CH3CO)2O→ 2Sb(AC)3Pwosesis: refli chofaj → filtrasyon cho → kristalizasyon → siye vakyòm → pwodwiNòt: Sb(AC)3 fasil pou idrolize, kidonk solvang net toluèn oswa ksilèn ki itilize a dwe anid, Sb2O3 pa ka nan yon eta mouye, epi ekipman pwodiksyon an dwe sèk tou. | Endistri a sitou itilize metòd Sb2O3 pou sentetize: Sb2O3 +3EG → Sb2(EG)3 +3H2O Pwosesis: Alimantasyon (Sb2O3, aditif ak EG) → reyaksyon chofaj ak presyon → retire salop, enpurte ak dlo → dekolorasyon → filtrasyon cho → refwadisman ak kristalizasyon → separasyon ak siye → pwodwi Nòt: Pwosesis pwodiksyon an bezwen izole de dlo pou anpeche idwoliz. Reyaksyon sa a se yon reyaksyon revèsib, epi jeneralman reyaksyon an ankouraje lè yo itilize etilèn glikòl anplis epi retire dlo pwodwi a. |
| Avantaj | Pri a relativman bon mache, li fasil pou itilize, li gen aktivite katalitik modere epi li gen yon tan polikondansasyon kout. | Asetat antimony gen bon solubilite nan etilèn glikòl epi li dispèse respire nan etilèn glikòl, sa ki ka amelyore efikasite itilizasyon antimony; Asetat antimony gen karakteristik aktivite katalitik segondè, mwens reyaksyon degradasyon, bon rezistans chalè ak estabilite pwosesis; An menm tan, itilizasyon asetat antimony kòm yon katalis pa mande pou ajoute yon ko-katalis ak yon estabilizatè. Reyaksyon sistèm katalitik asetat antimony lan relativman modere, epi bon jan kalite pwodwi a wo, espesyalman koulè a, ki pi bon pase sistèm trioksid antimony (Sb2O3) la. | Katalis la gen yon gwo solubilite nan etilèn glikòl; antimony zewo-valan an retire, epi enpurte tankou molekil fè, klori ak silfat ki afekte polikondansasyon yo redwi nan pwen ki pi ba a, sa ki elimine pwoblèm korozyon iyon asetat sou ekipman yo; Sb 3+ nan Sb 2 (EG) 3 relativman wo, sa ki ka paske solubilite li nan etilèn glikòl nan tanperati reyaksyon an pi gran pase sa Sb 2 O 3. Konpare ak Sb(AC) 3, kantite Sb 3+ ki jwe yon wòl katalitik pi gwo. Koulè pwodwi Polyester ki pwodui pa Sb 2 (EG) 3 a pi bon pase sa Sb 2 O 3. Li yon ti kras pi wo pase orijinal la, sa ki fè pwodwi a parèt pi klere ak pi blan; |
| Dezavantaj | Soliblite nan etilèn glikòl la pòv, sèlman 4.04% a 150°C. An pratik, etilèn glikòl la twòp oubyen tanperati disolisyon an ogmante pi wo pase 150°C. Sepandan, lè Sb2O3 reyaji avèk etilèn glikòl pou yon bon bout tan a pi wo pase 120°C, presipitasyon antimony etilèn glikòl ka rive, epi Sb2O3 ka redwi an nechèl metal nan reyaksyon polikondansasyon an, sa ki ka lakòz "bwouya gri" nan bato Polyester epi afekte kalite pwodwi a. Fenomèn oksid antimony polivalan rive pandan preparasyon Sb2O3, epi pite efektif antimony lan afekte. | Kontni antimony katalis la relativman ba; enpurte asid asetik ki antre yo korode ekipman yo, polye anviwònman an, epi yo pa fezab pou tretman dlo ize; pwosesis pwodiksyon an konplèks, kondisyon anviwònman operasyon yo pòv, gen polisyon, epi pwodwi a fasil pou chanje koulè. Li fasil pou dekonpoze lè chofe, epi pwodwi idwoliz yo se Sb2O3 ak CH3COOH. Tan rezidans materyèl la long, espesyalman nan etap polikondansasyon final la, ki siyifikativman pi wo pase sistèm Sb2O3 la. | Itilizasyon Sb2(EG)3 ogmante pri katalis aparèy la (ogmantasyon pri a ka sèlman konpanse si yo itilize 25% PET pou filaman otomatik yo). Anplis de sa, valè b koulè pwodwi a ogmante yon ti kras. |