Serat poliéster (PET) nyaéta rupa-rupa serat sintétis panggedéna. Pakéan anu didamel tina serat poliéster téh nyaman, garing, gampang dikumbah, sareng gancang garing. Poliéster ogé seueur dianggo salaku bahan baku pikeun kemasan, benang industri, sareng plastik rékayasa. Hasilna, poliéster parantos berkembang pesat di sakumna dunya, ningkat rata-rata 7% per taun sareng ngahasilkeun produksi anu ageung.
Produksi poliéster tiasa dibagi kana rute dimetil tereftalat (DMT) sareng rute asam tereftalat (PTA) dumasar kana rute prosés sareng tiasa dibagi kana prosés intermiten sareng prosés kontinyu dumasar kana operasi. Henteu paduli rute prosés produksi anu dianggo, réaksi polikondensasi meryogikeun panggunaan sanyawa logam salaku katalis. Réaksi polikondensasi mangrupikeun léngkah konci dina prosés produksi poliéster, sareng waktos polikondensasi mangrupikeun halangan pikeun ningkatkeun hasil. Peningkatan sistem katalis mangrupikeun faktor penting dina ningkatkeun kualitas poliéster sareng ngirangan waktos polikondensasi.
UrbanMines Tech. Limited nyaéta perusahaan Cina anu unggul dina R&D, produksi, sareng suplai antimon trioksida kelas katalis poliéster, antimon asetat, sareng antimon glikol. Kami parantos ngalaksanakeun panalungtikan anu jero ngeunaan produk-produk ieu—departemén R&D UrbanMines ayeuna ngaruntuykeun panalungtikan sareng aplikasi katalis antimon dina tulisan ieu pikeun ngabantosan para nasabah kami nerapkeun sacara fléksibel, ngaoptimalkeun prosés produksi, sareng nyayogikeun daya saing anu komprehensif pikeun produk serat poliéster.
Para sarjana domestik sareng asing umumna yakin yén polikondensasi poliéster mangrupikeun réaksi penyuluhan ranté, sareng mékanisme katalitikna kagolong kana koordinasi khelasi, anu meryogikeun atom logam katalis pikeun nyayogikeun orbital kosong pikeun koordinasi sareng pasangan busur éléktron oksigén karbonil pikeun ngahontal tujuan katalisis. Pikeun polikondensasi, kumargi kapadetan awan éléktron oksigén karbonil dina gugus hidroksietil éster relatif rendah, éléktronégativitas ion logam relatif luhur nalika koordinasi, pikeun ngagampangkeun koordinasi sareng penyuluhan ranté.
Ieu di handap anu tiasa dianggo salaku katalis poliéster: 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 sareng oksida logam sanésna, alkoholat, karboksilat, borat, halida sareng amina, uréa, guanidin, sanyawa organik anu ngandung walirang. Nanging, katalis anu ayeuna dianggo sareng ditalungtik dina produksi industri utamina nyaéta sanyawa séri Sb, Ge, sareng Ti. Seueur panilitian anu nunjukkeun yén: Katalis basis Ge gaduh réaksi samping anu langkung sakedik sareng ngahasilkeun PET kualitas luhur, tapi aktivitasna henteu luhur, sareng aranjeunna gaduh sakedik sumber daya sareng mahal; Katalis basis Ti gaduh aktivitas anu luhur sareng kecepatan réaksi anu gancang, tapi réaksi samping katalitikna langkung atra, ngahasilkeun stabilitas termal anu goréng sareng warna konéng produk, sareng umumna ngan ukur tiasa dianggo pikeun sintésis PBT, PTT, PCT, jsb.; Katalis basis Sb teu ngan ukur leuwih aktif. Kualitas produkna luhur sabab katalis basis Sb leuwih aktif, mibanda réaksi samping anu leuwih saeutik, sarta leuwih murah. Ku kituna, katalis ieu geus loba dipaké. Di antarana, katalis basis Sb anu pangseringna dipaké nyaéta antimon trioksida (Sb2O3), antimon asetat (Sb(CH3COO)3), jsb.
Ningali sajarah kamekaran industri poliéster, urang tiasa mendakan yén langkung ti 90% pabrik poliéster di dunya nganggo sanyawa antimon salaku katalis. Dina taun 2000, Cina parantos ngenalkeun sababaraha pabrik poliéster, anu sadayana nganggo sanyawa antimon salaku katalis, utamina Sb2O3 sareng Sb(CH3COO)3. Ngaliwatan usaha gabungan panalungtikan ilmiah Cina, universitas, sareng departemén produksi, dua katalis ieu ayeuna parantos diproduksi sacara domestik.
Ti saprak taun 1999, perusahaan kimia Perancis Elf parantos ngaluncurkeun katalis antimon glikol [Sb2 (OCH2CH2CO) 3] salaku produk anu ditingkatkeun tina katalis tradisional. Chip poliéster anu dihasilkeun ngagaduhan warna bodas anu luhur sareng spinnability anu saé, anu parantos narik perhatian anu ageung ti lembaga panalungtikan katalis domestik, perusahaan, sareng produsén poliéster di Cina.
I. Panalungtikan sareng aplikasi antimon trioksida
Amérika Serikat mangrupikeun salah sahiji nagara anu pangheulana ngahasilkeun sareng nerapkeun Sb2O3. Dina taun 1961, konsumsi Sb2O3 di Amérika Serikat ngahontal 4.943 ton. Dina taun 1970-an, lima perusahaan di Jepang ngahasilkeun Sb2O3 kalayan total kapasitas produksi 6.360 ton per taun.
Unit panalungtikan sareng pamekaran Sb2O3 utama Cina utamina dipusatkeun di perusahaan milik nagara anu baheula di Propinsi Hunan sareng Shanghai. UrbanMines Tech. Limited ogé parantos ngadegkeun jalur produksi profésional di Propinsi Hunan.
(I). Métode pikeun ngahasilkeun antimon trioksida
Pabrik Sb2O3 biasana nganggo bijih antimon sulfida salaku bahan baku. Antimon logam disiapkeun heula, teras Sb2O3 dihasilkeun nganggo antimon logam salaku bahan baku.
Aya dua metode utama pikeun ngahasilkeun Sb2O3 tina antimon logam: oksidasi langsung sareng dekomposisi nitrogén.
1. Métode oksidasi langsung
Antimon logam ngaréaksikeun jeung oksigén nalika dipanaskeun pikeun ngabentuk Sb2O3. Prosés réaksina nyaéta kieu:
4Sb + 3O2 = = 2Sb2O3
2. Ammonilisis
Logam antimon ngaréaksikeun jeung klorin pikeun nyintésis antimon triklorida, anu tuluy didistilasi, dihidrolisis, diamonolisis, dikumbah, jeung dikeringkeun pikeun meunangkeun produk Sb2O3 anu geus réngsé. Persamaan réaksi dasarna nyaéta:
2Sb + 3Cl2 = = 2SbCl3
SbCl3 + H2O = SbOCl + 2HCl
4SbOCl + H2O = Sb2O3 · 2SbOCl + 2HCl
Sb2O3·2SbOCl + OH = = 2Sb2O3 + 2NH4Cl + H2O
(II). Kagunaan antimon trioksida
Kagunaan utama antimon trioksida nyaéta salaku katalis pikeun polimérase sareng tahan seuneu pikeun bahan sintétis.
Dina industri poliéster, Sb2O3 mimitina dianggo salaku katalis. Sb2O3 utamina dianggo salaku katalis polikondensasi pikeun rute DMT sareng rute PTA awal sareng umumna dianggo digabungkeun sareng H3PO4 atanapi énzimna.
(III). Masalah sareng antimon trioksida
Sb2O3 mibanda kalarutan anu goréng dina étilén glikol, kalayan kalarutan ngan ukur 4,04% dina suhu 150°C. Ku kituna, nalika étilén glikol dianggo pikeun nyiapkeun katalis, Sb2O3 mibanda dispersibilitas anu goréng, anu tiasa kalayan gampang nyababkeun katalis anu kaleuleuwihi dina sistem polimérisasi, ngahasilkeun trimer siklik titik lééh anu luhur, sareng nyababkeun kasusah dina pameuntasan. Pikeun ningkatkeun kalarutan sareng dispersibilitas Sb2O3 dina étilén glikol, umumna dianggo pikeun nganggo étilén glikol anu kaleuleuwihi atanapi ningkatkeun suhu disolusi ka luhur 150°C. Nanging, di luhur 120°C, Sb2O3 sareng étilén glikol tiasa ngahasilkeun présipitasi antimon étilén glikol nalika aranjeunna bertindak babarengan salami lami, sareng Sb2O3 tiasa diréduksi janten antimon logam dina réaksi polikondensasi, anu tiasa nyababkeun "kabut" dina chip poliéster sareng mangaruhan kualitas produk.
II. Panalungtikan sareng aplikasi antimon asetat
Métode persiapan antimon asetat
Mimitina, antimon asetat disiapkeun ku cara ngaréaksikeun antimon trioksida sareng asam asetat, sareng anhidrida asetat dianggo salaku agén dehidrasi pikeun nyerep cai anu dihasilkeun ku réaksi éta. Kualitas produk réngsé anu diala ku metode ieu henteu luhur, sareng peryogi langkung ti 30 jam pikeun antimon trioksida leyur dina asam asetat. Engkéna, antimon asetat disiapkeun ku cara ngaréaksikeun antimon logam, antimon triklorida, atanapi antimon trioksida sareng anhidrida asetat, tanpa peryogi agén dehidrasi.
1. Métode antimon triklorida
Dina taun 1947, H. Schmidt et al. di Jerman Kulon nyiapkeun Sb(CH3COO)3 ku cara ngaréaksikeun SbCl3 jeung anhidrida asetat. Rumus réaksina nyaéta kieu:
SbCl3+3(CH3CO)2O==Sb(CH3COO)3+3CH3COCl
2. Métode logam antimon
Dina taun 1954, TAPaybea ti urut Uni Soviét nyiapkeun Sb(CH3COO)3 ku cara ngaréaksikeun antimon logam sareng peroksiasetil dina larutan bénzéna. Rumus réaksina nyaéta:
Sb+(CH3COO)2==Sb(CH3COO)3
3. Métode antimon trioksida
Dina taun 1957, F. Nerdel ti Jerman Kulon nganggo Sb2O3 pikeun ngaréaksikeun sareng anhidrida asetat pikeun ngahasilkeun Sb(CH3COO)3.
Sb2O3＋3（CH3CO）2O＝＝2Sb（CH3COO）3
Kakurangan tina metode ieu nyaéta kristal condong ngahiji jadi potongan ageung sareng nempel pageuh kana témbok jero réaktor, anu ngahasilkeun kualitas sareng warna produk anu goréng.
4. Métode pangleyur antimon trioksida
Pikeun ngungkulan kakurangan tina metode di luhur, pangleyur nétral biasana ditambahkeun nalika réaksi Sb2O3 sareng anhidrida asetat. Metode persiapan khususna nyaéta sapertos kieu:
(1) Dina taun 1968, R. Thoms ti American Mosun Chemical Company medalkeun patén ngeunaan persiapan antimon asetat. Patén éta nganggo xiléna (o-, m-, p-xiléna, atanapi campuranana) salaku pangleyur nétral pikeun ngahasilkeun kristal antimon asetat anu lemes.
(2) Dina taun 1973, Républik Céko nimukeun hiji métode pikeun ngahasilkeun antimon asetat anu lemes ngagunakeun toluéna salaku pangleyur.
III. Babandingan tilu katalis dumasar antimon
| Antimon Trioksida | Antimon Asetat | Antimon Glikolat | |
| Sipat Dasar | Ilaharna katelah antimon bodas, rumus molekul Sb2O3, beurat molekul 291,51, bubuk bodas, titik lebur 656℃. Eusi antimon sacara téoritis sakitar 83,53%. Kapadetan relatif 5,20g/ml. Leyur dina asam klorida pekat, asam sulfat pekat, asam nitrat pekat, asam tartarat sareng larutan alkali, teu leyur dina cai, alkohol, asam sulfat encer. | Rumus molekul Sb(AC)3, beurat molekul 298,89, eusi antimon téoritis sakitar 40,74%, titik lebur 126-131℃, kapadetan 1,22g/ml (25℃), bubuk bodas atanapi bodas pucet, gampang leyur dina etilén glikol, toluéna sareng xiléna. | Rumus molekul Sb 2 (EG) 3 , Beurat molekulna sakitar 423,68 , titik leburna ＞ 100 ℃ (dec.), kandungan antimon téoritisna sakitar 57,47%, penampilanana padet kristalin bodas, henteu toksik sareng teu aya rasa, gampang nyerep Uap. Gampang leyur dina etilén glikol. |
| Métode jeung Téhnologi Sintésis | Utamana disintésis ku metode 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 3 Catetan: Stibnit / Bijih Beusi / Batu Kapur → Pemanasan sareng Pengasapan → Koleksi | Industri ieu utamina nganggo metode pangleyur Sb2O3 pikeun sintésis: Sb2O3 + 3 (CH3CO) 2O→ 2Sb(AC)3Prosés: manaskeun refluks → filtrasi panas → kristalisasi → pangeringan vakum → produkCatetan: Sb(AC)3 gampang dihidrolisis, janten pangleyur nétral toluéna atanapi xiléna anu dianggo kedah anhidrat, Sb2O3 henteu kénging dina kaayaan baseuh, sareng alat produksi ogé kedah garing. | Industri ieu utamina nganggo metode Sb2O3 pikeun nyintésis: Sb2O3 +3EG→Sb2(EG)3 +3H2OProsés: Ngadahar (Sb2O3, aditif sareng EG) → réaksi pemanasan sareng tekanan → miceun terak, pangotor sareng cai → dekolorisasi → filtrasi panas → pendinginan sareng kristalisasi → pamisahan sareng pangeringan → produkCatetan: Prosés produksi kedah diisolasi tina cai pikeun nyegah hidrolisis. Réaksi ieu mangrupikeun réaksi anu tiasa dibalikkeun, sareng umumna réaksi ieu dipromosikeun ku cara nganggo kaleuwihan etilena glikol sareng miceun cai produk. |
| Kauntungan | Hargana relatif murah, gampang dianggo, gaduh aktivitas katalitik anu sedeng sareng waktos polikondensasi anu pondok. | Antimon asetat gaduh kalarutan anu saé dina etilén glikol sareng sumebar rata dina etilén glikol, anu tiasa ningkatkeun efisiensi panggunaan antimon; Antimon asetat gaduh ciri aktivitas katalitik anu luhur, réaksi degradasi anu kirang, résistansi panas anu saé sareng stabilitas pamrosésan; Dina waktos anu sami, ngagunakeun antimon asetat salaku katalis henteu meryogikeun panambahan ko-katalis sareng stabilisator. Réaksi sistem katalitik antimon asetat relatif hampang, sareng kualitas produkna luhur, khususna warnana, anu langkung saé tibatan sistem antimon trioksida (Sb2O3). | Katalisna mibanda kalarutan anu luhur dina etilén glikol; antimon valensi nol dipiceun, sareng pangotor sapertos molekul beusi, klorida sareng sulfat anu mangaruhan polikondensasi dikirangan kana titik panghandapna, ngaleungitkeun masalah korosi ion asetat dina alat; Sb 3+ dina Sb 2 (EG) 3 relatif luhur, anu tiasa kusabab kalarutanna dina etilén glikol dina suhu réaksi langkung ageung tibatan Sb 2 O 3. Dibandingkeun sareng Sb (AC) 3, jumlah Sb 3+ anu maénkeun peran katalitik langkung ageung. Warna produk poliéster anu dihasilkeun ku Sb 2 (EG) 3 langkung saé tibatan Sb 2 O 3. Rada luhur tibatan aslina, ngajantenkeun produk katingali langkung cerah sareng langkung bodas; |
| Kakurangan | Kalarutan dina etilén glikol goréng, ngan ukur 4,04% dina suhu 150°C. Dina praktékna, etilén glikol kaleuleuwihi atanapi suhu disolusi naék ka luhur 150°C. Nanging, nalika Sb2O3 réaksi sareng etilén glikol salami lami dina suhu di luhur 120°C, présipitasi antimon etilén glikol tiasa kajantenan, sareng Sb2O3 tiasa diréduksi janten tangga logam dina réaksi polikondensasi, anu tiasa nyababkeun "kabut kulawu" dina chip poliéster sareng mangaruhan kualitas produk. Fenomena oksida antimon polivalén lumangsung nalika nyiapkeun Sb2O3, sareng kamurnian antimon anu efektif kapangaruhan. | Kandungan antimon dina katalis relatif handap; pangotor asam asetat anu diwanohkeun ngaruksak peralatan, ngotoran lingkungan, sareng henteu kondusif pikeun pangolahan cai limbah; prosés produksi rumit, kaayaan lingkungan operasi goréng, aya polusi, sareng produkna gampang robih warna. Gampang terurai nalika dipanaskeun, sareng produk hidrolisis nyaéta Sb2O3 sareng CH3COOH. Waktos tinggal bahanna lami, khususna dina tahap polikondensasi akhir, anu sacara signifikan langkung luhur tibatan sistem Sb2O3. | Panggunaan Sb 2 (EG) 3 ningkatkeun biaya katalis alat (kanaékan biaya ngan ukur tiasa diimbangi upami 25% PET dianggo pikeun filamén anu muter sorangan). Salian ti éta, nilai b tina hue produk rada ningkat. |