聚脂的生产方法及应用领域的立项申请

第一节 聚酯的简介

聚酯，由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称。主要指聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，习惯上也包括聚对苯二甲酸丁二酯 (PBT)和聚芳酯等线型热塑性树脂。是一类性能优异、用途广泛的工程塑料。也可制成聚酯纤维和聚酯薄膜。聚酯包括聚酯树脂和聚酯弹性体。（立项申请）

第二节 聚酯的生产方法

工业上生产PET和PBT的方法有以下三种：

酯交换缩聚法

1963年以前工业上全用此法生产PET，仍为世界各国大量应用。该法主要包括两步：首先是对苯二甲酸二甲酯（DMT）与乙二醇或1,4-丁二醇在催化剂存在下进行酯交换反应（图1）。生成对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)或双羟丁酯，常用的催化剂为锌、钴、锰的醋酸盐，或它们与三氧化二锑的混合物，其用量为DMT质量的0.01%～0.05%。反应过程中不断排出副产物甲醇。第二步为生成的BHET或双羟丁酯，在前缩聚釜及后缩聚釜中进行缩聚反应，前缩聚釜中的反应温度为270℃，后缩聚釜中反应温度为270～280℃，加入少量稳定剂以提高熔体的热稳定性。缩聚反应在高真空（余压不大于 266Pa）及强烈搅拌下进行，才能获得高分子量的聚酯。纤维用的PET分子量应不低于 20000，薄膜用的PET分子量约为25000，一般塑料用的PET分子量约为20000～30000。

直接酯化缩聚法

该法用高纯度对苯二甲酸(PTA)与乙二醇或1,4-丁二醇直接酯化生成对苯二甲酸双羟乙酯或丁酯，然后进行缩聚反应。该法的关键是解决PTA与乙二醇或1,4-丁二醇的均匀混合，提高反应速度和制止醚化反应。与酯交换缩聚法相比，该法可省掉DMT的制造、精制和甲醇回收等步骤，更易制得分子量大、热稳定性好的聚合物，可用于生产轮胎帘子线等较高质量的制品。但该法对原料PTA的纯度要求较高，PTA提纯精制费用大。

环氧乙烷法

该法直接用环氧乙烷与 PTA反应生成对苯二甲酸双羟乙酯，再进行缩聚反应。其优点是可省掉环氧乙烷合成乙二醇的生产工序，设备利用率高，辅助设备少，产品也易于精制。缺点是环氧乙烷与 PTA的加成反应需在2～3MPa压力下进行，对设备要求苛刻，因而影响该法的广泛使用。

第三节 聚酯的应用领域

PET可加工成纤维、薄膜和塑料制品。聚酯纤维是合成纤维的重要品种，主要用于穿着。薄膜一般厚度在4～400μm之间，其强度高，尺寸稳定性好，且具有良好的耐化学和介电性能，用作支持体，广泛用于制作各种磁带和磁卡。90%的磁带基材是用PET薄膜做的，其中80%作计算机磁带。这种薄膜还用于感光材料的生产，作为照相胶卷和X光胶卷的片基，还用作电机、变压器和其他电子电器的绝缘材料，以及各种包装材料。

由于PET熔体冷却时结晶速度很快，成型加工比较困难，模具温度必须保持在140℃以上，才能获得性能良好的产品，否则制品脆性大。因此，在很长时间内人们并未将 PET作为热塑性工程塑料使用。随着科学技术的发展，通过采用新的缩聚催化体系或共缩聚工艺，用玻璃纤维增强，或控制结晶结构和制取高分子量聚酯等方法，上述成型加工的困难已被克服。PET已越来越多地用于制造饮料瓶和玻璃纤维增强塑料。聚酯瓶的优点是质量轻（只有玻璃瓶重量的1/9～1/15），机械强度大，不易破碎，携带和使用方便，且透明度好，表面富有光泽，无毒，气密性好，有良好的保鲜性，生产聚酯瓶的能量消耗少，废旧瓶可再生使用。还用于制作食品用油、调味品、甜食品、药品、化妆品以及含酒精饮料的包装瓶子。不仅生产透明瓶，也生产有色瓶，而且正在发展聚酯和其他树脂的复合瓶。玻璃纤维增强的PET塑料也有重大发展，1984年杜邦公司开发了一种超韧性玻璃纤维增强PET，它具有优异的刚性、冲击韧性和耐热性，熔体流动性好，易加工成形状复杂的制品、模塑周期短，着色性好，模温在80 ℃以上即可制得表面光泽好的制品。主要用于汽车的壳体、保险杠、方向盘、要求耐冲击的体育器材、电器制品、浴缸、防弹护甲、船身和优异的建筑材料。

PBT在开发初期主要用于汽车制造中代替金属部件，后由于阻燃型玻璃纤维增强PBT等品种的问世，大量用于制作电器制品，如电视机用变压器部件等。聚芳酯主要用于电器和机械零部件，另外聚酯还被广泛运用于塑编行业。

以下是对聚酯编织袋和聚丙烯编织袋的性能进行比较分析：

1、由于PET扁丝的拉力强度大，是PP的2-3倍，更可以节省原料，降低生产成本。

2、由于PET扁丝的耐老化很强，是PP的4倍，生产集装袋和编织袋不用添加任何抗紫外线剂，节约添加抗紫外线剂的成本，几年不会老化。

3、由于PET透明度高、光泽度高，生产的透明袋或网眼袋透明度高，表面平整光洁。

4、由于PET软化温度和熔点较高，分别为248 ℃和276 ℃，耐热性能好，单轴拉伸的PET薄膜在150 ℃温度条件下，加热7天后，强度损失30%，加热40天后强度损失仅50%。在140 ℃，持续时间48小时，不会改变其性能，这将突破生产耐高温水泥袋等的耐高温难关，这将是今后低等级、价位5000元左右PET回收料的利用去处。

5、由于PET耐低温性好，使用温度-100℃,即使在寒冷的俄罗斯西伯利亚，也不用担心冬季冷脆破皮。

6、由于PET产品有较高的强度和模量、较好的弹性、耐磨性和耐冲击性、载荷下耐蠕变性好，在编织中不裂丝，因此生产的草坪丝耐磨性能良好，反复践踏不劈丝，且抗老化，不退色。

7、由于PET的拉力强度大，抗老化等特点，生产土工布在地下预计20年强度保持率能达到50%，生产篷布等在阳光下几年不会明显老化。

聚酯(PET)比聚丙烯(PP)的性能优越，这必将出现新的塑编产品，拓展塑编的应用领域，增加塑编产品的社会需求量。

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