聚酯长纤维生产.ppt

第十三章 熔融缩聚 13．1 、概述 13.1.2 熔融缩聚反应的影响因素 13．1．3熔融缩聚的实施工艺 13．1．4熔融缩聚过程的工艺特性 13、2、涤纶树脂的合成 1、溶解 先将乙二醇加入溶解釜中，然后加入DMT，EG：DMT＝1：2．5(mol)，溶解温度为150—160℃，EG过量可促使酯交换反应进行完全。 2、酯交换 当物料完全溶解后用泵将溶液输送至酯交换釜，同时加入催化剂。加料完毕后升温到180—190 ℃ ，甲醇在170℃左右开始蒸出。在酯交换过程中应通入氮气保护以防止氧化。当甲醇馏出量为理论量的85％一95％时，就可认为酯交换反应完毕，时间约3—6h。 3、蒸出乙二醇及残存的甲醇 升高温度，蒸出过量的乙二醇及残存的甲醇，时间也要3—6h.当温度上升到260—280℃时即达反应终点。 13．2．5 聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔融纺丝 小 结 作 业 2．对苯二甲酸与乙二醇直接酯化法(TPA法) 。 直接醚化的关键：解决浆状物的混合问题；提高反应速度，使其达到工业生产的要求；抑制醚化反应。 主要工艺条件： EG：TPA； (1.3—1.8)：1(mol)，反应温度：220—250℃，压力3—4kg/cmcm，催化剂：氧化钛、氢氧化钛等。若在高温下(＞275℃)反应，也有不用催化剂的。 3．环氧乙烷与对苯二甲酸直接酯化法(EO法) 水法易生成醚键，影响聚酯质量，且BHET易水解，收率低，故不大采用。 有机溶剂法通常采用甲苯、二甲苯、环已烷、丙酮、四氯乙烷、二甲基甲酰胺等溶剂来溶解生成的BHET．而不溶解对苯二甲酸。用溶剂能改善反应体系中对苯二甲酸的扩散状态，使物料彼此接触均匀，反应过程平稳，但反应速度低，设备利用率也低。 无溶剂法是足够高的压力使环氧乙烷液化并与悬浮其中的对苯二甲酸反应。这种方法反应速率高， BHET收率也高。但环氧乙院易燃、易爆，由于反应速率高，故反应不易控制，对设备要求较高。 13．2．3 BHET的缩聚 1．BHET缩聚反应及特点 缩聚反应温度为275—290℃，为提高熔体的热稳定性，可在缩聚釜中加入少量稳定剂。 BHET缩聚有以下三个特点： (1)平衡常数小，平均为4．9，要除去副产物乙二醇才能得到高聚物．真空(后期绝对压力在3mmHg以下)。 (2)在缩聚中随着聚合物聚合度的增加熔体的粘度和熔点变化很大. (3)添加剂：在BHET缩聚中尚需加入各种添加剂。其作用及要求列于表14．8。 2．BHET缩聚方式 BHET的缩聚可分为连续式和间歇式。 连续式缩聚所得产品质量稳定，适合大批量生产间歇式 缩聚则大多为中小工厂采用 (1)连续缩聚 一般可分为三段： 第一段是除去醇化或酯交换反应中多余或产生的乙二醇： 第二段是低聚合度物料缩聚，一般称这一阶段为预缩聚 这时物料粘度较低．设备可以用釜式、塔式(容量板塔)和卧式反应器，设备容量较大，采用二级蒸汽喷射泵抽真空。 第三段是在高真空下进行的缩聚，称后缩聚。 对苯二甲酸 乙二醇 溶解混合釜 酯交换釜1 酯交换釜2 预缩聚釜 后缩聚釜 中缩聚釜 (2)间歇缩聚 酯交换结束后的物料(BHET)用氮气压入缩聚釜，在低真空下(40mmHg)进行前缩聚．然后在高真空下进行后缩聚。 缩聚结束后由氮气将物料压出，铸带、冷却、切粒及干燥，最后得粒状产物。工艺流程如图14．12所示。 聚酯的玻璃化温度为8l℃，熔点为255—270℃， 它在室温下具有优良的机械性能和摩擦磨损性能，抗张强度和抗弯曲强度较大，但热机械性能与热冲击性能很差，耐酸(浓硫酸除外)碱性较好，也耐多种有机溶剂，吸水性低，但电性能较好。 一般按分子量(粘度)大小分三个方面的用途：纤维（中粘度0.72）、薄膜（低粘度0.6）和塑料（ 高粘度1.0 ）。 13．2．4 聚对苯二甲酸乙二醇酯的性能与用途 (1)聚酯短纤维生产 可分为切片纺丝和直接纺丝 切片纺丝工艺包括干燥、熔融、纺丝及后处理等过程。 * * 1、概述 2、涤纶树脂的合成 13．1．1熔融缩聚的基本特点 1、 熔融缩聚反应的平衡常数小，为可逆平衡反应。因此，各种因素对产物分子量的影响，都可根据这些因素对热力学平衡位置的影响来加以讨论。 2、 由于反应为可逆平衡，在生成大分子的同时，还有若干副反应产生，这些可看作逆反应。 (1)单体或低聚物的环化反应 (2)单体的副反应 (3)聚合物的副反应 3、优点及缺点 优点： 不需要溶剂，工艺简单，对于可聚成环的单体来说，减少了环化的可能性，这是由于成环是单分子在较低浓度下有利于成环，缩聚反应是双分子反应，较高浓度下有利于缩聚反应 缺点： （1）要求单体和