聚对苯二甲酸乙二醇酯的合成及其进展新版资料.doc

聚对苯二甲酸乙二醇酯合成及其进展摘要本文介绍了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)酯交换(DMT)和直接酯化(PTA)等合成方法,对比了她们优缺点,并简明概述了酯交换法和直接酯化法合成机理。分析了PET合成中可能发生副反应(热降解和醚键生成)及其应对方法。比较系统地概括了PET合成过程中催化剂体系,包含酯交换反应阶段金属钙、锌、镁、锰等醋酸盐催化剂和缩聚反应阶段锑系催化剂、锗系催化剂、锡系催化剂、钛系催化剂。最终,依据现在PET生产情况,浅谈PET合成发展趋势。关键词:聚对苯二甲酸乙二醇酯,合成机理,催化剂,erephthalateAbstractInthispaper,erephthalate(PET),DMTsynthesisrouteandPTAsynthesisroute,areintroducedbriefly,(thermaldegradationandgenerationofetherbond)withinthesynthesisprocessandrelevantcounter-,prisedofmetal(Ca,Zn,Mg,Mn)acetatecatalystsystemforDMTsynthesisroute,andseriescatalystsbasedonSb,Ge,Sn,,:erephthalate;Synthesismechanism;Catalyst;Prospect1聚对苯二甲酸乙二醇酯介绍聚对苯二甲酸乙二醇酯是工业生产和社会生活中最常见聚酯之一,简称PET,化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-n。PET能够拉伸成性能优良纤维,俗称涤纶(Terylene)。上世纪,世界化纤工业发明了奇迹,以涤纶为首合成纤维产能飞速发展,使化学纤维总量大大超出天然纤维。其熔点高,150~175℃以下机械强度好,耐溶剂,耐腐蚀,耐磨,耐油,数次洗涤无须烫熨,和棉混纺后,手感好,透水汽适宜。聚对苯二甲酸乙二醇酯还能够用来制造包装薄膜和瓶子,以其价格廉价,外观和性能好,在饮料包装领域得到了广泛应用[1],而且,在工程塑料和其它工业领域也相关键用途。现在,国际上比较优异聚酯生产技术关键有德国吉玛(Zimmer)企业、日本钟纺(Kinebo)企业、美国杜邦(Dupont)企业、瑞士伊文达(Inventa)企业等。[2]2PET合成伴随化工技术发展和社会日益增加需求,PET合成已经成为中国外研究热点。PET属于聚酯,是单体间经过酯基相互连接一类聚合物。常见酯化反应类型包含:醇和羧酸直接酯化;醇-酯酯交换反应;羧酸-酯酯交换反应;酯和酯酯交换反应;酰氯和醇酯化反应;酸酐和醇酯化反应。[3]反应方程式以下:上述反应中,除酰氯和醇反应外,大多属于平衡反应,其平衡常数和单体性质相关,通常较低,要取得高分子量聚酯,必需使反应副产物(水、醇、酸)等从聚合体系中排出,使反应平衡向有利于聚合反应方向进行。假如使用酰氯,因为酯化反应平衡常数大,通常能够看作是不平衡反应。所以聚酯化反应可分为两大类:适于醇-羧酸、醇-酯、羧酸-酯等聚合体系高温熔融聚合和适于酰氯等高活性单体低温溶液聚合。PET合成关键有两种方法,一是对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇酯交换法,简称DMT法,二是对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)直接酯化,简称PTA法。另外,对苯二甲酸和环氧乙烷(EO)直接酯化法只在日本有工业化规模装置,此法含有易燃、易爆、有毒等缺点,现在已被前两种方法替换。另外还有碳酸乙烯酯和DMT酯交换耦正当。[4]。对苯二甲酸(PTA)直接加成直接酯化环氧乙烷(EO)乙二醇(EG)甲酯化甲醇粗DMT精DMT熔融酯交换乙二醇(EG)甲醇对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)聚合聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)铸带切粒PET切片螺杆熔融纺丝/(DMT)因为早期难以取得高纯度对苯二甲酸(PTA),不易控制摩尔比。且PTA在常见溶剂中溶解困难,难以用精馏、结晶等方法来精制,受热时又有升华和脱羧现象发生。所以,工业上通常先使对苯二甲酸甲酯化,得到对苯二甲酸二甲酯(DMT),然后和乙二醇(EG)经过酯交换和缩聚方法来