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认识PET及其生产方法

 

涤纶是聚酯纤维的商品名称,是聚酯熔体或者切片经过机械加工而成的纤维。聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称,英文缩写为PET,是涤纶的成纤高聚物。


涤纶是世界产量最大、应用最广泛的合成纤维品种,日前占世界合成纤维产量的60%以上。我国涤纶所占份额更大,约占90%,2011年合纤产量为3096万吨,其中涤纶产量为2777万吨。涤纶的特点是强度高、弹性好、耐热、耐磨、耐光、耐腐蚀、虽然染色性差,但色牢度高,并且具有极优良的定形性能,涤纶纱线或织物经过定型后产生的平挺、蓬松形态或褶裥等,在使用中经多次洗涤,仍能经久不变。


因此涤纶大量用于衣着面料、床上用品、各种装饰布料、国防军工特殊织物等纺织品以及其他工业用纤维制品,如过滤材料、绝缘材料、轮胎帘子线、传送带等。

一、什么是PET


英文名: polyethylene terephthalate(简称PET)

别名:聚对苯二甲酸乙二酯; 聚对酞酸乙二酯;的确良;涤纶;聚乙烯对苯二甲酸酯;达克纶等。

CAS号:25038-59-9

密度:1.68g/mLat 25°C[1] 

熔点:250-255°C

 

PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物,表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能,长期使用温度可达120℃,电绝缘性优良,甚至在高温高频下,其电性能仍较好,但耐电晕性较差,抗蠕变性,耐疲劳性,耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。


PET 有酯键,在强酸、强碱和水蒸汽作用下会发生分解,耐有机溶剂、耐候性好。缺点是结晶速率慢,成型加工困难,模塑温度高,生产周期长,冲击性能差。一般通过增强、填充、共混等方法改进其加工性和物性,以玻璃纤维增强效果明显,提高树脂刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性。但仍需改进结晶速度慢的弊病,可以采取添加成核剂和结晶促进剂等手段。加阻燃剂和防燃滴落剂可改进 PET阻燃性和自熄性。


PET分为纤维级聚酯切片非纤维级聚酯切片。①纤维级聚酯用于制造涤纶短纤维和涤纶长丝,是供给涤纶纤维企业加工纤维及相关产品的原料。涤纶作为化纤中产量最大的品种。②非纤维级聚酯还有瓶类、薄膜等用途,广泛应用于包装业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域,其中包装是聚酯最大的非纤应用市场,同时也是PET增长最快的领域。


 

二、PET的生产方法


PET根据其单体对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)生产方法的不同而不同,BHET的生产方法目前主要有三种,即酯交换法直接酯化法环氧乙烷法,形成聚酯生产的三大工艺线路。

1.酯交换法(DMT法)
采用对苯二甲酸二甲酯(DMT)与乙二醇(EG)进行酯交换反应,然后缩聚成为PET。早期生成的单体PTA纯度不高,又不易提纯,不能由直缩法制得质量合格的PET,因而将纯度不高的TPA先与甲醇反应生成对苯二甲酸二甲酯(DMT),后者易于提纯。再由高纯度的DMT(≥99.9%)与EG进行酯交换反应生成BHET,随后缩聚成PET


2.直接酯化法(PTA法)

采用高纯度的对苯二甲酸(PTA)或中纯度对苯二甲酸(MTA)与乙二醇(EG)直接酯化,缩聚成聚酯。这种直接酯化法是自1965年阿莫科公司对粗对苯二甲酸精制获得成功后发展起来,此后发展迅速,PET生产也随之得到了很快的发展。


采用PTA为原料,PET聚酯聚合物的生产主要有以下两步反应:第一步是PTA与EG进行酯化反应,生成对苯二甲酸乙二酯(或称对苯二甲酸双羟乙酯,简称BHET)第二步是BHET在催化剂的作用下发生缩聚反应生成PET。


由于PTA法比DMT法优点更多,如原料消耗低,EG回收系统较小,不副产甲醇,生产较安全,流程短,工程投资低,公用工程消耗及生产成本较低,反应速率平缓,生产控制比较稳定等,目前世界PET总生产能力中大多采用PTA法

3.环氧乙烷加成法(EO法)
因为乙二醇是由环氧乙烷制成的,若由环氧乙烷(EO)与PTA直接加成得到BHET,再缩聚成PET,这种方法称为环氧乙烷法,反应步骤如下。

此法可省去由EO制取乙二醇这一步骤,故成本低,且反应又快,优于直缩法。但因EO易于开环生成聚醚,反应热大(约100KJ/mol),EO在常温下为气体且易热分解,运输及贮存都比较困难,所以此法尚未大规模采用。


来源:纺织干货

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