Содержание.
10. Сложные полиэфиры. 97
10.1. Производство сложных полиэфиров. 97
10.1.1. Производство полиэтилентерефталата (лавсана). 97
10.1.2. Производство поликарбонатов. 98
10.1.3. Производство полиакрилатов. 99
10.1.3.1. Поликонденсация в растворителе. 99
10.1.3.2. Межфазная поликонденсация. 99
10.2. Свойства и применение сложных полиэфиров. 100
10.2.1. Свойства и применение полиэтилентерефталата. 100
10.2.2. Свойства и применение поликарбонатов. 101
10.2.3. Свойства и применение полиакрилатов. 101
10. Сложные полиэфиры.
В общем виде строение линейных полиэфиров дикарбоновых кислот и двухатомных спиртов может быть представлено в виде: [–OCRCOOR’O–]n, где R – остаток дикарбоновой кислоты, R’ –остаток двухатомного спирта.
Полиэфиры могут быть карбоцепными и гетероцепными, у первых эфирные группы находятся в боковой цепи, а у вторых – в основной цепи макромолекулы.
10.1. Производство сложных полиэфиров.
10.1.1. Производство полиэтилентерефталата (лавсана).
При получении ПЭТФ протекают реакции: переэтерификации (присоединение двухатомного спирта) и поликонденсации.
В промышленности наибольшее применение нашел способ получения ПЭТФ переэтерификацией диметилтерефталата и этиленгликоля.
Т
ехнологический
процесс производства ПЭТФ состоит из
следующих стадий (рисунок
34):
переэтерификация диметилтерефталата этиленгликолем;
поликонденсация дигликольтерифталата;
охлаждение и измельчение полимера.
В реактор 1, нагретый до 140 0С, загружают диметилтерифталат и раствор ацетата цинка в нагретом до 125 0С этиленгликоле. Переэтерификацию проводят в атмосфере азота или углекислого газа при 200 – 230 0С. Реактор снабжен насадочной колонной 2, которая служит для раздела паров этиленгликоля и метилового спирта. Метиловый спирт из холодильника 3 собирается в приемник 4, а возгоняющий диметилтерефталат смывается в колонне этиленгликолем с насадки и возвращается обратно в реактор. После отгонки метилового спирта температуру в реакторе повышают до 260 – 280 0С и отгоняют избыточный этиленгликоль.
Расплавленный дигликольтерефталат сливают через фильтр 5 в реактор 6. После его загрузки создают вакуум.
Поликонденсацию проводят при 280 0С до получения расплава заданной вязкости. Выделившийся этиленгликоль отгоняют, конденсируют в холодильнике 7 и собирают в приемник 8. Расплавленный ПЭТФ сжатым азотом выдавливают из реактора через щелевое отверстие в виде пленки на барабан 9, помещенный в ванну с водой. Охлажденная пленка рубится на станке 10 и в виде крошки поступает на подсушку и упаковку.
10.1.2. Производство поликарбонатов.
Поликарбонаты (ПК) – полиэфиры угольной кислоты и диоксисоединений. Элементарное звено имеет вид:
.
Технологический процесс получения ПК периодическим методом состоит из следующих стадий (рисунок 35):
фосгенирование дифенилолпропана (ДФП); (+ОССℓ3)
промывка раствора полимера;
осаждение полимера;
промывка и выделение его из суспензии;
сушка полимера и регенерация растворителей.
В реактор 1 загружают 10%-ный щелочной раствор ДФП, метиленхлорид, катализатор (соль четвертичного аммониевого основания), а затем в перемешиваемую смесь при 20 – 25 0С вводят фосген. Поликонденсацию проводят в атмосфере азота или аргона, так как феноляты окисляются кислородом воздуха. В ходе эндотермической реакции процесса, испаряется метиленхлорид, который после конденсации в холодильнике 2 возвращается в реактор.
Полимер по мере образования растворяется в метиленхлориде. Вязкий 10%-ный раствор поступает в промыватель 3, где при перемешивании нейтрализуется раствором соляной кислоты и разделяется на две фазы. Водную фазу, содержащую растворенный хлорид натрия, отделяют и сливают в линию сточных вод.
Органическую фазу многократно промывают водой и подают на обезвоживание в аппарат 4. Пары воды проходят через насадочную колонну 5, конденсируются в холодильнике 6 и поступают в сборник воды.
Раствор ПК подается в осадитель 7, в котором его осаждают метиловым спиртом или ацетоном. Из суспензии ПК отделяют на фильтре 8 и в виде порошка направляют в сушилку 9, а затем в гранулятор 10 для получения гранул. Гранулы либо бесцветные, либо имеет цвет до светло-коричневого. Смесь растворителя и осадитель поступает на регенерацию.