Ny kofehy polyester (PET) no karazana kofehy sentetika betsaka indrindra. Ny akanjo vita amin'ny kofehy polyester dia mahazo aina, matroka, mora sasana ary haingana maina. Ny polyester koa dia ampiasaina betsaka ho akora fototra amin'ny fonosana, kofehy indostrialy ary plastika injeniera. Vokatr'izany, ny polyester dia nivoatra haingana eran-tany, nitombo tamin'ny tahan'ny 7% isan-taona ary miaraka amin'ny vokatra betsaka.
Azo zaraina ho dimethyl terephthalate (DMT) sy terephthalic acid (PTA) ny famokarana polyester raha ny fomba fiasa no jerena, ary azo zaraina ho dingana miato sy dingana mitohy raha ny fomba fiasa no jerena. Na inona na inona fomba famokarana ampiasaina, ny fihetsiky ny polycondensation dia mitaky ny fampiasana metaly ho toy ny katalista. Ny fihetsiky ny polycondensation dia dingana fototra amin'ny fizotran'ny famokarana polyester, ary ny fotoana polycondensation no sakana amin'ny fanatsarana ny vokatra. Ny fanatsarana ny rafitra katalista dia singa manan-danja amin'ny fanatsarana ny kalitaon'ny polyester sy ny fanafohezana ny fotoana polycondensation.
Orinasa sinoa mpitarika ny UrbanMines Tech. Limited izay manampahaizana manokana amin'ny fikarohana sy fampandrosoana (R&D), famokarana ary famatsiana "antimony trioxide", "antimony acetate", ary "antimony glycol" vita amin'ny "polyester catalyst". Nanao fikarohana lalina momba ireo vokatra ireo izahay—ny departemantan'ny R&D ao amin'ny UrbanMines dia mamintina ny fikarohana sy ny fampiharana ireo "antimony catalysts" ato amin'ity lahatsoratra ity mba hanampiana ny mpanjifanay hampihatra mora foana, hanatsara ny fizotran'ny famokarana, ary hanome fifaninanana feno amin'ny vokatra vita amin'ny "polyester fiber".
Amin'ny ankapobeny, ireo manam-pahaizana ao an-toerana sy any ivelany dia mino fa ny polycondensation polyester dia fihetsika fanitarana rojo, ary ny mekanisma catalytic dia an'ny chelation coordination, izay mitaky ny atôma metaly catalyst mba hanome orbitals foana mba hifanaraka amin'ny arc pair of electrons of carbonyl oxygen mba hahatratrarana ny tanjon'ny catalysis. Ho an'ny polycondensation, satria ambany ny hakitroky ny rahona elektrôna amin'ny carbonyl oxygen ao amin'ny vondrona hydroxyethyl ester, dia avo dia avo ny electronegativity an'ny ion metaly mandritra ny fandrindrana, mba hanamorana ny fandrindrana sy ny fanitarana ny rojo.
Ireto avy no azo ampiasaina ho toy ny katalista 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 ary oksida metaly hafa, alcoholate, carboxylates, borates, halides sy amines, ureas, guanides, ary akora organika misy solifara. Na izany aza, ny katalista ampiasaina sy ianarana amin'izao fotoana izao amin'ny famokarana indostrialy dia akora misy andiany Sb, Ge, ary Ti. Maro ny fanadihadiana no naneho fa: Ny katalista mifototra amin'ny Ge dia manana fiantraikany ratsy vitsy kokoa ary mamokatra PET avo lenta, saingy tsy dia avo ny asany, ary vitsy ny loharanon-karena ananany ary lafo vidy; Ny katalista mifototra amin'ny Ti dia manana fiantraikany avo lenta sy hafainganam-pandeha haingana, saingy miharihary kokoa ny fiantraikany ratsy amin'ny katalitika, ka miteraka tsy fahamarinan-toerana mafana sy loko mavo amin'ny vokatra, ary amin'ny ankapobeny dia azo ampiasaina amin'ny fananganana PBT, PTT, PCT, sns. ihany. Tsy vitan'ny hoe mavitrika kokoa ny katalista mifototra amin'ny Sb. Avo lenta ny kalitaon'ny vokatra satria mavitrika kokoa ny katalista mifototra amin'ny Sb, vitsy kokoa ny voka-dratsiny, ary mora kokoa. Noho izany, dia nampiasaina betsaka izy ireo. Anisan'izany, ny katalista mifototra amin'ny Sb ampiasaina matetika indrindra dia ny antimony trioxide (Sb2O3), antimony acetate (Sb(CH3COO)3), sns.
Raha jerena ny tantaran'ny fivoaran'ny indostrian'ny polyester, dia hitantsika fa maherin'ny 90% amin'ireo orinasa mpamokatra polyester eran-tany no mampiasa akora antimony ho toy ny katalista. Tamin'ny taona 2000, i Shina dia nampiditra orinasa polyester maromaro, izay samy nampiasa akora antimony ho katalista, indrindra fa ny Sb2O3 sy Sb(CH3COO)3. Noho ny fiaraha-miasan'ny fikarohana siantifika sinoa, ny oniversite ary ny sampan-draharahan'ny famokarana, dia efa novokarina tanteraka tao an-toerana ireo katalista roa ireo.
Nanomboka tamin'ny taona 1999, ny orinasa simika frantsay Elf dia namoaka katalista antimony glycol [Sb2 (OCH2CH2CO) 3] ho vokatra nohavaozina avy amin'ny katalista nentim-paharazana. Ny poti-polyester vokarina dia manana loko fotsy avo lenta sy fahafaha-mihodina tsara, izay nahasarika ny sain'ireo andrim-pikarohana momba ny katalista ao an-toerana, orinasa ary mpanamboatra polyester ao Shina.
I. Fikarohana sy fampiharana ny trioksida antimony
Anisan'ny firenena voalohany namokatra sy nampiasa Sb2O3 i Etazonia. Tamin'ny 1961, nahatratra 4 943 taonina ny fanjifana Sb2O3 tany Etazonia. Tamin'ny taona 1970, orinasa dimy tany Japon no namokatra Sb2O3 izay nahatratra 6 360 taonina isan-taona.
Ireo sampana fikarohana sy fampandrosoana Sb2O3 lehibe indrindra ao Shina dia mifantoka indrindra amin'ireo orinasam-panjakana taloha ao amin'ny faritanin'i Hunan sy Shanghai. Ny UrbanMines Tech. Limited koa dia nanangana tsipika famokarana matihanina ao amin'ny faritanin'i Hunan.
(I). Fomba famokarana trioksida antimony
Ny fanamboarana Sb2O3 dia mazàna mampiasa akora antimony sulfide ho akora fototra. Omanina aloha ny antimony metaly, ary avy eo dia amboarina ny Sb2O3 amin'ny fampiasana antimony metaly ho akora fototra.
Misy fomba roa lehibe ahazoana Sb2O3 avy amin'ny antimony metaly: ny oksidasiôna mivantana sy ny fahapotehan'ny azota.
1. Fomba oksidasiona mivantana
Mihetsika amin'ny oksizenina ny antimony metaly rehefa mafana mba hamorona Sb2O3. Toy izao ny fizotran'ny fihetsehana:
4Sb + 3O2 = = 2Sb2O3
2. Ammoniolisisy
Mihetsika amin'ny klôro ny metaly antimony mba hamoronana triklôrida antimony, izay avy eo dia diovina, diovina amin'ny rano, amoniana, sasana ary maina mba hahazoana ny vokatra Sb2O3 vita. Ny fitoviana fototra amin'ny fihetsika dia:
2Sb + 3Cl2 = = 2SbCl3
SbCl3 + H2O = SbOCl + 2HCl
4SbOCl + H2O = Sb2O3 · 2SbOCl + 2HCl
Sb2O3·2SbOCl+OH==2Sb2O3+2NH4Cl+H2O
(II). Fampiasana ny trioksida antimony
Ny fampiasana lehibe ny antimony trioxide dia ho toy ny katalista ho an'ny polymerase sy ho toy ny fitaovana tsy mirehitra ho an'ny fitaovana sentetika.
Tao amin'ny indostrian'ny polyester, ny Sb2O3 no nampiasaina voalohany ho toy ny katalista. Ny Sb2O3 dia ampiasaina indrindra ho katalista polycondensation ho an'ny lalana DMT sy ny lalana PTA voalohany ary amin'ny ankapobeny dia ampiasaina miaraka amin'ny H3PO4 na ny anzima ao aminy.
(III). Olana amin'ny trioksida antimony
Tsy dia mety levona loatra ao anaty etilena glikol ny Sb2O3, miaraka amin'ny mety levona 4.04% monja amin'ny 150°C. Noho izany, rehefa ampiasaina hanomanana ny katalista ny etilena glikol, dia tsy dia mety levona loatra ny Sb2O3, izay mety hiteraka katalista be loatra ao amin'ny rafitra polymerization, hiteraka trimers cyclic avo lenta, ary hiteraka fahasarotana amin'ny fanodinana. Mba hanatsarana ny mety levona sy ny mety levona ny Sb2O3 ao amin'ny etilena glikol, dia matetika ampiasaina ny etilena glikol be loatra na mampitombo ny mari-pana levona ho mihoatra ny 150°C. Na izany aza, mihoatra ny 120°C, ny Sb2O3 sy ny etilena glikol dia mety hiteraka precipitation antimony etilena glikol rehefa miara-miasa mandritra ny fotoana maharitra izy ireo, ary ny Sb2O3 dia mety hihena ho antimony metaly ao amin'ny fihetsiky ny polycondensation, izay mety hiteraka "zavona" ao amin'ny poti-polyester ary hisy fiantraikany amin'ny kalitaon'ny vokatra.
II. Fikarohana sy fampiharana ny antimony acetate
Fomba fanomanana ny antimony acetate
Tamin'ny voalohany, ny antimony acetate dia nomanina tamin'ny fampifangaroana ny antimony trioxide amin'ny asidra asetika, ary ny anhydride asetika dia nampiasaina ho toy ny akora manala rano mba handraisana ny rano vokarin'ny fihetsiketsehana. Tsy dia tsara ny kalitaon'ny vokatra vita tamin'ity fomba ity, ary naharitra mihoatra ny 30 ora vao levona tao anaty asidra asetika ny antimony trioxide. Tatỳ aoriana, ny antimony acetate dia nomanina tamin'ny fampifangaroana ny metaly antimony, antimony trichloride, na antimony trioxide amin'ny anhydride asetika, tsy mila akora manala rano.
1. Fomba antimony trichloride
Tamin'ny 1947, H. Schmidt et al. tany Alemaina Andrefana dia nanomana Sb(CH3COO)3 tamin'ny alalan'ny fampifangaroana ny SbCl3 tamin'ny anhydride asetika. Toy izao ny raikipohy momba ny fihetsehana:
SbCl3+3(CH3CO)2O==Sb(CH3COO)3+3CH3COCl
2. Fomba metaly antimony
Tamin'ny 1954, ny TAPaybea avy any amin'ny Firaisana Sovietika teo aloha dia nanomana Sb(CH3COO)3 tamin'ny alalan'ny fampifangaroana antimony metaly sy peroxyacetyl tao anaty vahaolana benzene. Ny raikipohy amin'ny fihetsehana dia:
Sb+(CH3COO)2==Sb(CH3COO)3
3. Fomba fampiasana trioksida antimony
Tamin'ny 1957, i F. Nerdel avy any Alemaina Andrefana dia nampiasa ny Sb2O3 mba hihetsika amin'ny anhydride asetika mba hamokarana Sb(CH3COO)3.
Sb2O3＋3（CH3CO）2O＝＝2Sb（CH3COO）3
Ny tsy fahampian'ity fomba ity dia ny hoe mirona hiangona ho sombintsombiny lehibe ireo kristaly ary miraikitra mafy amin'ny rindrina anatiny amin'ny reactor, ka miteraka kalitao sy loko ratsy amin'ny vokatra.
4. Fomba fanalefahana trioksida antimony
Mba handresena ireo lesoka amin'ny fomba voalaza etsy ambony, dia matetika ampiana solvent tsy miandany mandritra ny fihetsiky ny Sb2O3 sy ny anhydride asetika. Toy izao ny fomba fanomanana manokana:
(1) Tamin'ny 1968, R. Thoms avy amin'ny American Mosun Chemical Company dia namoaka patanty momba ny fanomanana ny antimony acetate. Nampiasa xylene (o-, m-, p-xylene, na fangarony) ho toy ny solvent tsy miandany ny patanty mba hamokarana kristaly madinika amin'ny antimony acetate.
(2) Tamin'ny 1973, namorona fomba iray hamokarana antimony acetate tsara ny Repoblika Tseky tamin'ny fampiasana toluene ho toy ny solvent.
III. Fampitahana ireo katalista telo mifototra amin'ny antimony
| Trioksida Antimony | Antimony Acetate | Antimony Glycolate | |
| Fananana fototra | Fantatra amin'ny anarana hoe antimony fotsy, ny raikipohy molekiolany Sb2O3, ny lanjan'ny molekiolany 291.51, ny vovoka fotsy, ny teboka fandrendrehana 656℃. Ny votoatin'ny antimony ara-teorika dia eo amin'ny 83.53%. Ny hakitroky ny antimony dia 5.20g/ml. Mety levona anaty asidra hydrochloric mifantoka, asidra solifara mifantoka, asidra nitrika mifantoka, asidra tartaric ary vahaolana alkali, tsy mety levona anaty rano, alikaola, asidra solifara mihena. | Raikipohy molekiola Sb(AC)3, lanja molekiola 298.89, votoatin'ny antimony ara-teorika eo amin'ny 40.74% eo ho eo, teboka fandrendrehana 126-131℃, hakitroky 1.22g/ml (25℃), vovoka fotsy na fotsy somary mena, mora levona amin'ny etilena glikol, toluena ary xylena. | Raikipohy molekiola Sb2 (EG)3, eo amin'ny 423.68 eo ho eo ny lanjan'ny molekiola, ＞ 100℃(dec.) ny teboka fandrendrehana, eo amin'ny 57.47% eo ho eo ny votoatin'ny antimony ara-teorika, fotsy toy ny kristaly mivaingana ny endriny, tsy misy poizina ary tsy misy tsirony, mora mitroka hamandoana. Mora levona ao anaty etilena glikol izy io. |
| Fomba sy Teknolojian'ny Fampifangaroana | Voaforona amin'ny alalan'ny fomba stibnite indrindra: 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 Fanamarihana: Stibnite / Vy / Vatosokay → Fanafanana sy fandoroana → Fanangonana | Ny indostria dia mampiasa indrindra ny fomba solvent Sb2O3 ho an'ny fanamboarana: Sb2O3 + 3 (CH3CO) 2O→ 2Sb(AC) 3 Dingana: fanafanana reflux → sivana mafana → kristaly → fanamainana banga → vokatra Fanamarihana: Mora hidiran'ny rano ny Sb(AC) 3, noho izany dia tsy maintsy tsy misy rano ny solvent tsy miandany toluene na xylene ampiasaina, tsy tokony ho lena ny Sb2O 3, ary tsy maintsy maina koa ny fitaovana famokarana. | Ny indostria dia mampiasa indrindra ny fomba Sb2O3 mba hanamboarana: Sb2O3 +3EG→Sb2(EG)3 +3H2OFomba fiasa: Famahana (Sb2O3, akora fanampiny ary EG) → fihetsika fanafanana sy fanerena → fanesorana tain-drendrika, loto ary rano → fanesorana loko → sivana mafana → fampangatsiahana sy kristaly → fisarahana sy fanamainana → vokatra Fanamarihana: Mila misaraka amin'ny rano ny fizotran'ny famokarana mba hisorohana ny hydrolysis. Fihetsika azo averina io, ary amin'ny ankapobeny dia amporisihina amin'ny alàlan'ny fampiasana ethylene glycol be loatra sy ny fanesorana ny ranon'ny vokatra ny fihetsika. |
| tombony | Mora vidy ny vidiny, mora ampiasaina, antonony ny fiasan'ny katalitika ary fohy ny fotoana polycondensation. | Ny antimony acetate dia manana fahafaha-malefaka tsara ao amin'ny ethylene glycol ary miparitaka mitovy amin'ny ethylene glycol, izay afaka manatsara ny fahombiazan'ny fampiasana antimony; Ny antimony acetate dia manana ny toetran'ny hetsika catalytic avo lenta, fihetsika tsy dia simba, fanoherana ny hafanana tsara ary fahamarinan-toerana amin'ny fanodinana; Etsy ankilany, ny fampiasana antimony acetate ho toy ny katalista dia tsy mitaky ny fanampiana mpiara-katalista sy stabilizer. Somary malefaka ny fihetsiky ny rafitra katalitika antimony acetate, ary avo lenta ny kalitaon'ny vokatra, indrindra ny loko, izay tsara kokoa noho ny an'ny rafitra antimony trioxide (Sb2O3). | Mora levona ao anaty etilena glikol ny katalista; esorina ny antimony zero-valent, ary mihena ho amin'ny ambany indrindra ny loto toy ny molekiola vy, klôrida ary sulfata izay misy fiantraikany amin'ny polycondensation, ka manafoana ny olan'ny harafesin'ny ion acetate amin'ny fitaovana; somary avo ny Sb 3+ ao amin'ny Sb 2 (EG) 3, izay mety ho satria ny fahafahany levona ao anaty etilena glikol amin'ny mari-pana fanehoan-kevitra dia lehibe kokoa noho ny an'ny Sb 2 O 3. Raha ampitahaina amin'ny Sb(AC) 3, dia lehibe kokoa ny habetsahan'ny Sb 3+ izay mitana anjara toerana katalitika. Tsara kokoa noho ny an'ny Sb 2 O 3 ny lokon'ny vokatra polyester vokarin'ny Sb 2 (EG) 3. Somary ambony kokoa noho ny tany am-boalohany, ka mahatonga ny vokatra ho mamiratra sy fotsy kokoa; |
| tombon-dahiny | Ratsy ny fahafahan'ny etilena glikol levona, 4.04% monja amin'ny 150°C. Amin'ny fampiharana, tafahoatra ny etilena glikol na ampitomboina mihoatra ny 150°C ny mari-pana levona. Na izany aza, rehefa mihetsika amin'ny etilena glikol mandritra ny fotoana maharitra mihoatra ny 120°C ny Sb2O3, dia mety hitranga ny firotsahan'ny antimony etilena glikol, ary mety hihena ho tohatra metaly ny Sb2O3 ao amin'ny fihetsiky ny polycondensation, izay mety hiteraka "zavona volondavenona" ao amin'ny poti-polyester ary hisy fiantraikany amin'ny kalitaon'ny vokatra. Mitranga mandritra ny fanomanana ny Sb2O3 ny trangan-javatra misy ny oksida antimony polyvalent, ary misy fiantraikany amin'ny fahadiovan'ny antimony. | Ambany dia ambany ny votoatin'ny antimony ao amin'ny katalista; ny loto ateraky ny asidra asetika dia manimba ny fitaovana, mandoto ny tontolo iainana, ary tsy mety amin'ny fitsaboana rano maloto; sarotra ny fizotran'ny famokarana, ratsy ny fepetra momba ny tontolo iainana, misy ny fahalotoana, ary mora miova loko ny vokatra. Mora levona izy io rehefa hafanaina, ary ny vokatra hydrolyse dia Sb2O3 sy CH3COOH. Lava ny fotoana ijanonan'ny akora, indrindra amin'ny dingana farany amin'ny polycondensation, izay avo kokoa noho ny rafitra Sb2O3. | Mampitombo ny vidin'ny katalista amin'ny fitaovana ny fampiasana Sb2 (EG)3 (ny fiakaran'ny vidiny dia tsy azo ovaina raha tsy ampiasaina amin'ny fihodinan'ny kofehy ho azy ny 25%-n'ny PET). Ankoatra izany, mitombo kely ny sandan'ny b amin'ny lokon'ny vokatra. |