第一章 聚酯生产概况
聚酯是由二元或多元醇和二元或多元酸缩聚而成，在大分子主链上含有酯键的一大类高聚物的总称。
涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的一个商品名称。市场上俗称“的确良”或“的确凉”，缩写为PET。 第一节 涤纶生产的历史
一、世界涤纶生产史
首次合成涤纶是在1941年。由英国曼彻斯特加尔科印染者协会的温菲尔德和克逊在实验室中用PTA和EG为原料合成。取名“特丽纶”。
世界上第一个把涤纶工业化的厂家是美国杜邦公司。杜邦公司从英国加尔科印染者协会购
买了专利权，经中试后于1953年建立世界上第一个聚酯工厂，年产1.6万吨PET，产品称为“达克纶”。
1961年聚酯纤维的世界产量只有15万吨，到1972年便跃到三大合成纤维（涤纶、尼龙、腈纶）之首，达到251万吨。1979年突破500万吨，1988年上升到810万吨，占合成纤维产量的50%。
二、中国涤纶生产历史
1958年由上海塑料公司实验室开始研究。1964年上海华侨化工厂首家投产，年产聚酯60吨。
1969年岳阳石油化工总厂涤纶厂开始建设，产量0.5万吨。
1972年国家批准四个项目：北京燕山石化总公司4万吨/年，上海石化总厂2.5万吨/年，辽阳石化总公司8.67万吨/年，天津石化总厂8.47万吨/年。
1978年又批准仪化53万吨/年，上海金山二厂20万吨/年的项目。
我国涤纶生产的特点是：起步迟，初期发展速度慢，七十年代末期发展迅速，聚酯产量呈阶梯式增加。但由于大部分聚酯生产装置依靠国外成套引进，成龙配套性差，实际产量与设备的生产能力尚存在相当大的差距。
第二节 涤纶生产工艺路线
一、对苯二甲酸乙醇酯（BHET）的生产
BHET的生产方法主要有三种，即酯交换法、直接酯化法和环氧乙烷法，从而形成三工艺路线。
1、酯交换法
酯交换法是由对苯二甲酸（PTA）与甲醇（MA）反应生成对苯二甲酯（DMT），再由DMT与乙二醇（EG）进行酯交换的到BHET，最后由BHET缩合得到PET。所以也称DMT法。 酯交换一般在一个有搅拌器的反应釜中进行，使DMT熔融，EG预热到150℃后加入釜内，DMT：EG=1：2－2.5（摩尔比），催化剂（（at）为醋酸钴，反应温度T=150－240℃，反应时间τ=3-6h，蒸出MA就得到BHET。
DMT法开发的原因是，早期PTA的提纯工艺落后，由粗PTA获得精PTA相当困难，但用DMT法可以精制PTA，从而解决了PET生产的原料纯度问题，形成工艺简单、技术成熟的DMT聚酯生产工艺路线。
2、直接酯化法
直接酯化法是直接用PTA与EG反应生成BHET，中间不需经过DMT这一步的PET生产方法。所以也称PTA法。相比之下，DMT法也称间接法。
直接酯化生产BHET的反应方程式为：
PET法生产过程：将PTA和EG配制成浆料，放入带有搅拌器的反应釜中，EG用量为PTA的1.2－1.6倍（摩尔比），反应温度220-265℃下适当加压。酯化生成的水及时排出，促使
反应顺利进行。为了防止大量DEG（二甘醇）的生成，常使用醚化抑制剂：如Li、Ca、Zn、 Co、Mn等金属的醋酸盐或二异丙基胺（DIPA）等。
PTA法在1963年由伊文达—埃姆斯公司次在瑞士工业化，成为世界第一套PTA法间歇生产PET装置。1976年吉玛又开发了连续法接酯化缩聚工艺。从此，用PTA法生产PET的工厂大大增加。
3、环氧乙烷法
环氧乙烷法是PTA与环氧乙烷（EO）进行反应制取BHET的方法。所以也称EO法。
EO法由于产品中DEG，TEG(三甘醇）等含量较多，所以工业化很困难。虽在1947年英国ICI公司就开始研究EO法，但直到1967年才被日本几家公司转入工业化设计。目前也只有日本人和东洋纺有这一生产技术，已建成1.2万吨和2.2万吨/年的工厂。
EO法的特点：①不用DMT法中的甲醇，安全可靠，工艺简单且收率高;②省去了PTA法中EG原料的合成过程;③可以使用粗PTA，产品BHET 容易精制，PET质量与其它方法相近;④用纤维及PTA作原料时，产物无水，甲醇等，不要回收工艺。
1970年时世界聚酯生产中PTA法占20%，1983年时则占58%。所以，今后的趋势是PTA 法和EO 法。
二、缩聚
BHET缩合后得到PET：
缩聚反应可在2-3个釜中完成，温度260-290℃，压力为250-3mbar , 反应时间为2-6小时。
三、熔体后加工
PET 熔体的后加工方法：①直接纺长丝或短丝；②直接加工成切片或制膜、片等；③在缩聚成高精度PET。
第三节 涤纶改性及聚酯新品种
一、涤纶的改性
改性的方向是对其固有优点没有根本影响的基础上，使涤纶具有天然纤维的优点，如吸湿性、染性、透气性、抗静电性和阻燃性等。
改性的方法有物理改性和化学改性。物理改性是在高分子成型加工的过程中进行，而化学改性则是在高分子合成的过程中进行。
二、聚酯新品种——PBT
PBT是聚对苯二甲酸丁二酯的缩写。PBT是聚酯产品中仅仅次于PET的一个重要产品，合成方法同PET，其结构式为 。由该结构式可知，PBT既有PE的刚性结构，又有尼龙那样的柔性结构。所以PBT做成纤维时具有优良的弹性回复性和强度，有类似于PET的染牢度、耐热耐化学性尺寸稳定性，也象尼龙6那样的压缩回弹性和拉伸回缩性。PBT做工程塑料时，成型性能特别好，机械强度高、表面硬度硬、尺寸稳定、价格低廉。
思考题
1、名词解释：
聚酯 涤纶 酯交换法 直接酯化法 环氧乙烷法
2、缩写符号及意义：
PTA EG PET PBT DMT EO MA BHET DIPA DEG TEG MPTA PX TA
3、什么是涤纶？涤纶有哪些称呼？
4、世界上第一个涤纶品种是怎样合成的？首先将涤纶工业化的是哪一个公司？
5、中国第一家涤纶生产厂叫什么厂名？生产能力为多少？
6、我国涤纶生产的特点是什么？
7、为什么早期的涤纶生产都采用DMT法？它有什么特点？
8、写出直接酯化法的化学反应方程式。
9、首先用直接酯化法间接生产聚酯的工厂是哪一家，在什么时间？
聚酯多元醇
10、首先开发连续法直接酯化缩聚工艺生产PET的技术是哪一家公司，哪一年份？
11、环氧乙烷法生产聚酯有何特点？
12、涤纶改性的方向是什么？背景板制作
13、PBT产品有什么特点？
第二章 聚酯合成基础知识
第一节 高聚物的基本概念
高聚物又称高分子化合物，它是由许多大分子化合物所组成的物质，组成该大分子的重复单元数很多，增减几个单元并不显著影响其物理性质。
低聚物则是组成该大分子的重复单元数较少，增减几个单元对其物理性质有显著影响。宁码输入法
聚合物是高聚物和低聚物的总称。
高聚物的分子量高达几千到几百万，绝大多数是各种不同分子量的同系混合物，因而称为 高分子化合物。
一般把分子量低于1000或1500的化合物称作低分子化合物；分子量在10000以上的化合物称作高分子化合物。
超导失超
高分子化合物中极大多数是聚合物，但也是有可能不是重复单元连接而成，仅仅是分子量高的物质，这就不宜称作聚合物。不过，有时也混用。
一、高分子化学
高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学。
用来合成高聚物的低分子原料称为单体。如涤纶的单体为EG、EO、DMT、PTA等。
由单体合成的高聚物一般由许多相同的简单的结构单元，通过共价键重复连接而成。例如涤纶的结构是由下列原子的重复连结而成的：
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上式中“~"代表碳链骨架，涤纶的结构式可简写成：
组成大分子链的单体的主体部分称为结构单元。大分子链上相同结构的重复部分称为重复单元。重复单元又称链节，链节数用n表示。大分子链上的结构单元数称为聚合度，用表示。但习惯上往往用链节数表示聚合度，即。本书采用这一习惯表示法。
聚合物的分子量可用下式计算：
式中，Mo为重复单元的分子量，对PET而言，Mo =192.2。
实际上，一般高聚物均系由化学成分相同而分子量不同的同系聚合物的混合物组成，这种特性称为高聚物分子量的多分散性。所以，高聚物的分子量只能用平均分子量来表示。
纤维要求分子量分布均一，分散性较小或分子量分布较窄。
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