Получение полиэтилентерефталата
Способы
Получают прямым взаимодействием терефталевой кислоты и гликоля, взятого в избытке, в присутствии катализатора этерификации.
Переэтерификация низших эфиров терефталевой кислоты и гликоля взятого в избытке в присутствии катализатора переэтерификации
Взаимодействие хлорангидрида терефталевой кислоты и этиленгликоля в среде инертного разбавителя (хлороформ) и в присутствии щелочного катализатора (пиридин)
Процесс производства полиэтилентерефталата можно разделиться две стадии:
1 СТАДИЯ это переэтерификация; 2 СТАДИЯ это поликонденсация. Поликонденсация проводится при температуре и вакууме. Производство ПЭТ осуществляется по двухавтоклавной системе.
Стадии производства:
1.Растворение диметилтерефталата в этиленгликоле
2.Переэтерификация
3.Поликонденсация
4.Выгрузка
Стадии 1 и 2 осуществляются в первом автоклаве(сосуд,который работает под избыточным давлением, создаваемым за счёт паров воды/повышения температуры; используют в быту - скороварка, в медицине - стерилизатор инструментов/сухожар)
Стадии 3 и 4 - во втором.
Стадия 1: растворение диметилтерефталата в этиленгликоле
В автоклав 1 объемом 3 кубических метра и при температуре 140 градусов загружается диметилтерефталат из бункера 3 с помощью шнека 4 заливают этиленгликоль из мерника 2, через люк добавляют катализатор - ацетат цинка.
Стадия 2: переэтерификация
В течение 1 часа автоклав нагревают от 140 до 320 градусов и выдерживают смесь 3-5 часов при непрерывном расмешевании в токе оксида углерода 4 или азота. Возврат гликоля в автоклав осуществляется при помощи ректификационной колонны 5, в которой происходит отделение паров гликоля от паров метанола. Пары метанола охлаждаются в холодильнике 6 и собираются в приёмник 7.
Температура в рефректационной колонное составляет 190 градусов. После отгонки метанола расплав продавливают через металический сетчатый фильтр 8 в автоклав 9. Где происходит поликонденсация. 3 стадия поликонденсация.
Стадия 3: поликонденсация
Расплав слитый из автоклава 1 быстро нагревают до 280 градусов и перемешивают. За это время отгоняется избыточный гликоль, который после охлаждения в холодильнике 10 собирается в приёмник 11. После чего в автоклаве 9 создаётся вакуум ниже 2 мм ртутного столба в течение получаса-часа с целью отгонки оставшегося гликоля реакцию поликонденсация 3-5 часов. Степень поликонденсации определяется по вязкости.
Стадия 4: выгрузка ПЭТ
Раслав полиэфира выдавливается из автоклава через щелевое отверстие на барабан или в водяную ванну. Во время реакции поликонденсации щель закрывается крышкой, лента полимера легко Сони-темя с барабана и поступает на рубильный станок, кусочки потом упаковываются в герметичную тару.
ПЭТ - это синтетический линейный термопластичный полимер, класс полиэфиры, он может быть кристаллический при медленном охлаждении или аморфным при быстром охлаждении. Аморфный ПЭТ твёрдый прозрачный материал, а кристаллический твёрдый непрозрачный.
Свойства ПЭТа:
Молекулярная масса 20-40 тысяч
Фениленовая группа (она придаёт жесткости молекуле ПЭТ, повышает температуру стеклования и температуру плавления.
Регулярность строения полимерной цепи (повышает способность к кристаллизации ПЭТ, от которой зависит механические свойства и которой можно управлять, т.к. она зависит от способа получения и обработки ПЭТ)
Температура плавления 250-265 градусов
Высокая механическая прочность
Ударостойкость
Устойчивость к истиранию и многократным деформациям
ПЭТ нужно защищать от ультрафиолета
Хороший диэлектрик
Стоек к кислотами, щелочам, солям, спиртам, жирам
Устойчив к водяному пару
Растворим в ацетоне, бензоле, толуоле, этилацетате, хлороформе
Легко теплофррмуется
Температура диструкции 290-310 градусов
Перерабатывается экструзией, литьё под давлением
Применение ПЭТ- Производство волокон, плёнок, бутылок, упаковок, текстильная промышленность.
Отходы ПЭТ собираются, сортируются и перерабатываются в дробленку. Вторичный ПЭТ можно использовать без ограничений.
Лекция. 24.03
Поликонденсационные процессы общие закономерности процессов поликонденсаций. Образование макромолекул в процессе поликонденсаций происходит путём взаимодействия друг с другом реакционных центров всех реагентов (мономеров и алигомеров) системы. Отличительной чертой поликонденсации является гибель реакционных центров, после каждого акта роста цепи. Реакционными центрами мономеров ли олигомеров служат уходящие фрагменты функциональных групп взаимодействие функциональных групп сопровождается удлинением растущей цепи и выделением простейшего низко молекулярного вещества. В результате такого механизма роста макромолекулы химический состав ее не идентичен химическому составу моменомера. В промышленной практики широко применяется как Гомо так и гетеро поликонденсация. В Гомо конденсацию вступают мономеры одинаково строения процессы Гетеро поликонденсации протекают с участием мономеров разного строения. Основное количество поликонденсационных полимеров выпускаемых промышленностью получают обратимой поликондесацией. По признаку структуры получаемого полимера различают линейную и трехмерную поликонденсации.
Линейные полимеры образуются при поликонденсации бифункциональных мономеров (синтез линейных полиамидов, полиэтилентерефталата, поликарбоната).
Трехмерные полимеры обычно получают в две стадии:
1)на основе полифункциональных мономеров синтезируют термореактивные полимеры
2)изменяют условия реакции, превращают их в пространственно сшитые полимеры
Типичными промышленными поликонденсациоными процессами является полиамидирование, полиэтерификация, полиалкилирование, полисилоксанирование, производство карбонильных, эпоксидных и фурановых полимеров, производство полиуретана.
Способы проведения поликонденсации. Процессы классифицируются по признаку фазового состояния (бывают системы гетерофазный и гомофазные) и по признаку местонахождения реакционной зоны (гомогенная поликонденсация (процесс протекает в пределах одной фазы) и гетерогенная (реакция идёт на границе раздела фаз)). В полимерной технологии поликонденсационные процессы проводят несколькими способами.