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聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)科普
聚對苯二甲酸丁二酯(PBT),是對苯二甲酸和1,4-丁二醇縮聚制成的聚酯,是重要的熱塑性聚酯,五大工程塑料之一。

聚對苯二甲酸丁二酯為乳白色半透明到不透明、半結(jié)晶型熱塑性聚酯,具有高耐熱性。不耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿,能耐有機(jī)溶劑,可燃,高溫下分解。聚對苯二甲酸丁二酯在汽車、機(jī)械設(shè)備、精密儀器部件、電子電器、紡織等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

PBT的生產(chǎn)方法主要有酯交換法和直接酯化縮聚法兩種,所用催化劑有鈦酸四異丙基酯、鈦酸四丁基酯、烷氧基鋯、烷氧基錫等。

(1)酯交換法:酯交換法采用對苯二甲酸二甲酯(DMT)為原料,首先與1,4-丁二醇進(jìn)行酯交換生成對苯二甲酸二丁二醇酯,后者縮聚生成聚對苯二甲酸丁二醇酯。酯交換法采用1,4-丁二醇過量的配比,DMT和1,4-丁二醇的摩爾比為1?1.3~1.7,反應(yīng)溫度約200℃,有利于反應(yīng)平衡向生成對苯二甲酸二丁二醇酯方向,可減少副反應(yīng)發(fā)生。第二步縮聚反應(yīng)溫度約250~260℃,減壓至0.1~1mm Hg下進(jìn)行。酯交換法可以間隙、也可以連續(xù)進(jìn)行。其優(yōu)點是設(shè)備比較簡單,反應(yīng)條件比較緩和,分步控制酯交換和縮聚反應(yīng)比較容易,但批次生產(chǎn),效率較低。

(2)連續(xù)直接酯化縮聚法:連續(xù)直接酯化縮聚技術(shù)比較復(fù)雜,由于過程物料都是在高溫、高真空熔融狀態(tài)下進(jìn)行,對設(shè)備材質(zhì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)、物料輸送、反應(yīng)條件控制都比較復(fù)雜。因此開發(fā)出多種專利技術(shù)。比較著名的有;Lurgi Zemmer技術(shù),其特點是采用酯化、預(yù)縮聚和縮聚三臺反應(yīng)器,縮聚反應(yīng)器為一種臥式盤式反應(yīng)器,單條生產(chǎn)線可達(dá)12萬噸/年規(guī)模。產(chǎn)品質(zhì)量高,副產(chǎn)四氫呋喃可直接用于聚四氫呋喃生產(chǎn);日本Hitachi技術(shù)具有四臺不同類型反應(yīng)器,可同時生產(chǎn)高粘度及中等粘度兩種產(chǎn)品。單條生產(chǎn)線規(guī)??蛇_(dá)6萬噸/年。Uhde Inyenta Fischer技術(shù)采用塔式反應(yīng)器,酯化和縮聚可在一臺反應(yīng)器中完成,能生產(chǎn)20~35聚合度的PBT產(chǎn)品,如果要生產(chǎn)聚合度為80~150的產(chǎn)品,可移至另外一臺叫做DISCAGE的臥式縮聚反應(yīng)器進(jìn)行。

(3)固相縮聚過程:以上過程只能生產(chǎn)聚合度在100左右,分子量20000~35000的PBT產(chǎn)品,可以滿足紡織和膜制品需求。對于一些工程塑料制品需要聚合度為150~200,分子量在40000以上的PBT,就需要采用固相縮聚過程來制造。固相縮聚過程反應(yīng)復(fù)雜,在固相縮聚反應(yīng)器中進(jìn)行,主要包括四個主要工藝過程完成,即預(yù)結(jié)晶、退火、反應(yīng)和冷卻??梢蚤g隙進(jìn)行、也可連續(xù)進(jìn)行。


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