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中纯度对苯二甲酸合成PET的工艺及性能研究

中纯度对苯二甲酸合成PET的工艺及性能研究

第28卷第1期2005年2月合成纤维工业CHINASYNTHETICFIBERINDUSTRY

V01．28N0．1Feb．2005

中纯度对苯二甲酸合成PET的工艺及性能研究

林耀瞿中凯林生兵

(中国石化上海石油化工股份有限公司，上海200540)

摘要：用中纯度对苯二甲酸(MTA)代替PTA合成PET，探讨了不同MTA含量对PET聚合反应及切片质量的影响。表征了用MTA合成的PET的性能，并进行了可纺性试验。结果表明，用MTA替代PTA对PET切片的黄色指数(6值)有一定的影响，但通过工艺配方的调整，加入80～100mg／kg醋酸钴(调色剂)可改善产品的色相，合成出性能优良的PET，切片的可纺性良好，其FDY质量指标和自度与常规切片FDY基本相同。用MTA合成的PET结晶机理和常规PET相同，结晶速率高于常规PET，热稳定性略低于常规PET。

关键词：对苯二甲酸乙二醇酯中纯度对苯二甲酸对羧基苯甲醛色相

中图分类号：TQ323．4l文献识别码：A文章编号：1001—0041(2005)01—0016一04

常规的PET生产主要采用PTA与EG直接酯化、聚合方法。为了降低．PTA的用量，部分或全部使用中纯度对苯二甲酸(MTA)代替PTA可得到具有相同性能的PET。有关这方面的研究已有不少报道[1～7]

作者对用MTA代替PTA合成PET的工艺进行了研究，探讨了不同MTA含量对酯化反应和聚合反应的影响，对用MTA合成的PET的性能进行了表征，并进行了可纺性试验。

l??试验

1．1原料

MTA：聚合级，韩国鲜京公司产；4一CBA含量222mg／kg，其他指标与PTA接近。PTA，EG：聚合级，上海石化股份有限公司产；Co(Ac)2：分析纯，上海恒信化学试剂有限公司产；乙二醇锑(s-24)，分析纯，无锡正茂化工厂产；Sb2O3，分析纯，上海试剂四厂产；Sb(Ac)3，分析纯，仪化集团康润特种化学品有限公司产；磷酸三甲酯(TMP)，化学纯，上海化学试剂站中心化工厂产。

1．2聚合设备及工艺

2L小试聚合装置，80L中试聚合装置。工艺流程如图1。

图lMTA合成PET工艺流程

Fig．1flowchartofPETsynthesisfromMTA

将一定配比的(MTA／PTA)，EG，催化剂，助剂投入到酯化釜中，升温至210～250℃进行酯化反应，酯化率达到97％以上时结束，将酯化料压入缩聚釜，减压进行缩聚反应，真空度小于80Pa，控制一定的聚合温度，当搅拌功率达到要求时出料，冷却，制成切片。

1．3测试

特性粘数([η])：用乌式粘度计，苯酚-四氯乙烷(1：1)溶液，25℃条件下，参照GB／T14190一1993标准测试。

基本不变。考虑实际生产的成本，调色剂用量控制在80～100mg／kg较为适宜。

表2调色剂用量对PET切片色相的影响

Tab．2EffectofcobaltacetateamountonofPETchip

注：用100％MTA合成的PET。

2．1．3催化剂筛选

在2L聚合釜中以100％MTA为原料，s_24，sb(Ac)3，和Sb2O3为催化剂进行聚合试验，考察不同催化剂的催化效果，结果见表3。

表3不同催化剂的催化效果

Tab．3Catalyticefficiency0fvariouscataIysts

从表3可知，s-24作为催化剂能明显的缩短反应时间，这是由于其在EG中优良的溶解性能.同时所得PET、的DEG含量减少，b值也下降。

2．1．4聚合小试及中试

分别在2L和80L聚合釜中以100％MTA为原料，以s-24为催化剂，磷酸三甲酯为稳定剂，Co(Ac)2为调色剂，并适当地控制反应温度，可以合成出色泽较白和性能较好的PET，见表4。

表4小试及中试所得PET和常规。PEI’的质量指标比较

Tab．4ComparisonOfqualityindexbetweenexperimentalPETandregularPET

2．2切片性能研究

2．2．1．PET切片的结晶行为

在等温条件下PET初期结晶动力学过程常用Avrami方程描述[8]，对于非等温结晶动力学的研究，采用．]eziomy法[9]，直接把Avrami方程推广应用于解析等速变温DSC曲线的方法，由Avrami方程求得不同试样结晶速率常数(z)，考虑到降温速率的影响，用下式对其进行校正：

lgZe=lgZ／