摘要：近几年来，在聚对苯二甲酸乙二酯即“PET”的生产工艺以及其改性应用方面已有了巨大的进展，尤其是在聚对苯二甲酸乙二酯的改性方面，通过对聚对苯二甲酸乙二酯的改性可以极大的改善其应用范围，提高聚对苯二甲酸乙二酯的利用率，降低企业的经济效益。
关键词：PET 生产工艺 改性
一、PET简介
（一）聚酯概述
1.PET性质
PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯，通常缩写为PET，在工业生产中，其是一种纤维原料及热塑性工程塑料。从物理性质上而言，PET聚酯在自然状态下是一种无的半结晶树脂。具有质量轻、阻隔性好等特点，如实际的应用过程中，可以很好地阻绝酒精和溶剂；与此同时，基于其坚固特点，还呈现出良好的耐冲击性能；从PET生产特点来看，它的一个主要性质即具有特性粘度。
PET合成纤维是当前产品最大的合成纤维品种，基于合成改性技术的不断完善，近年来，由PET生产的非纤维材料逐渐增多，现约占聚酯需求总量的20%。但在将PET作为非纤维材料时，仍存在诸多加工上的不便性及性能上的缺陷问题，包括结晶速率小、成型困难、模塑温度高、生产周期长等。这表明，对于PET生产的非纤维材料仍需要进行工艺上的改良。 2.发展史
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是在1941年，由英国人J.R.Whenfield和J T.Dikson研发制得。初期的工艺方法主要为采用乙二醇与对苯二甲酸两种材料，将其直接聚酯化缩聚，从而得到PET物质。研发目的主要为原料的开发应用。由于PET产品获得成功研发，以及较强的综合性能，不久便推广更多国家，逐渐被商品化。在持续的发展中，于1966年，由日本帝人公司开发出玻璃纤维增强制品，之后，该产品广泛应用于工程塑料领域中。待进入到20世纪90年代，聚酯工业发展到亚洲；到1995年，聚酯产品市场日益繁华，商品供不应求；近年来，非纤维聚酯的发展速度飞快，呈现出较高的商业价值。 3.生产技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的生产过程中，主要涉及两个反应，其一为酯化反应；其二为缩化反应。酯化反应主要是对苯甲酸（PTA）和乙二醇（EG）之间的有机反应，反应后生成对苯二甲酸乙二醇酯和水。具体的化学反应方程为： HOOC-C6H4-COOH+2HO-CH2-OH→HO-CH2-CH2-OOC-C6H4-COO-CH2-CH2-OH+2H2O。
结合实际情况来看，由于PTA不是完全能够溶于EG，为此，PTA与EG酯化反应并不是均匀反应。而为了能让二者有效酯化，需要使酯化率不断提升、同时聚合度也应升高，待酯化率与聚合度达到一定值时，固态的PTA可以被完全溶解，呈现出均匀反应现象。
缩聚反应实质是聚合过程中的链增长反应，该反应的作用在于促使单体与单体、单体与聚酯物、低聚物等缩聚成聚酯。
（二）PET应用
PET材料是世界上应用量最大、用途最广的高分子材料之一。例如，基于PET生产制备出来看的薄膜较为常见，该产品具有较强的综合性能，包括透光性、气密性、保香性等。PE
T薄膜生产使用过程中，还呈现出良好的韧性，抗张强度等，由于其性能稳定，因此也被应用于印刷、纸袋等包装品的加工中。除此之外，由于PET还具有良好的耐热、耐寒等性能，因此还被应用于食品包装、光学基膜医疗包装中。
二、PET的合成
（一）PET生产流程
PET生产过程中，生产方法有多种，包括酯交换法（DMT法）、直接酯化法（PTA法）等。本文主要结合直接酯化法（PTA）进行说明。直接酯化法是指直接酯化缩聚法，先用高纯度的对苯二甲酸（PTA）或中纯度对苯二甲酸（MTA）与乙二醇（EG）直接酯化进行酯化反应，再缩聚成为PET。
该方法的使用过程中，关键在于解决TPA与乙二醇之间的均匀混合问题，具体可以采用提高反应速度的方式。将这种方法对于比酯交换法（DMT），可以略去DMT制造环节，包括精制、甲醇回收等工艺流程。可以制造出分子量更大、热稳定性更好的聚合物。
（二）合成工艺选择
当前而言，针对PET的生产，世界范围内流行的主要有三种，包括酯交换法、直接酯化法和环氧乙烷法。其中酯交换法是较为流行的方法，具有生产加工效率高、成品质量良好的特点。但存在生产步骤多，生产流程繁琐的特点，且在成本投入上要进行DMT的制造，资本投入较多。
直接酯化法相对简单，主要进行二甲酸（PTA）与乙二醇（EG）直接进行酯化反应，再缩聚成为PET。在生产优势上可以大为提升效率，可用于生产轮胎帘子线等较高质量的制品。
环氧乙烷法（EO法），为直接用环氧乙烷与PTA反应生成对苯二甲酸双羟乙酯，再进行缩聚反应，这种工艺方法对设备精度、质量等要求较为苛刻，因此适用范围较小。
为了提升效率，节省成本开销，本文以直接酯化缩聚法（PTA法）为主。
（三）PET合成主要材料
本文研究中，PET合成以直接酯化法（PTA）为主，该工艺路线中，涉及的主要材料包括高纯度的对苯二甲酸、乙二醇（EG)、催化剂三氧化二锑。对于高纯度的对苯二甲酸制备，
采用高纯PX作为原料，溶剂选择醋酸、催化剂选择醋酸钴、醋酸锰、促进剂为溴化氢、空气为氧化剂。制备中结合大型设备进行持续搅拌式氧化反应器，促使PX在氧化反应器中生成对苯二甲酸粗制品。之后再进行一系列操作完成提纯，制得高纯度对苯二甲酸。
乙二醇（EG）以采购为主。
催化剂为三氧化二锑。
反应所需要的热量来源于重油燃烧，燃烧重油给导热油加热，通过管路将一定温度的导热油送入反应系统。
大容量锂离子电池>激光熔覆工艺（四）成型工艺
成型工艺中，以TPA为主要原料，反应步骤主要分为两步：第一步，将TPA与EG有机融合，使其发生酯化，酯化后会生成对苯二甲酸乙二酯（BHET）；第二步为将BHET在催化剂作用下发生缩聚反应，直至生成PET。
酯化反应过程中，为了有效减少反应时间，使酯化压力高于大气压力，反应温度高于醇的
沸点。实际的反应中将醇与PTA的摩尔比例控制在1.1:1~2:1，反应阶段将温度控制在258~263℃之间。
缩聚反应过程中，将温度控制在高于聚合物熔化温度，即大于265℃，同时不超过300℃，最佳的温度取值为275~290℃。缩聚持续时长控制在2h以上。
三、PET改性研究
（一）改性分析
铝空气电池1物理改性
PET合成过程中，可以通过对其物理性质进行改变，进而得到合成材料上的性能完善。例如在物理改性环节，可以增强合成材料的阻燃性等等。当前而言，将PET应用于工程建设中的建材时，呈现出的主要问题即结晶速度慢，对此改性过程中若能够在其结晶速度上做出改变，势必利于该材料发挥出更大作用，创造出更大的价值。针对该性能的实现而言，可以在PET合成工艺中添加无机或有机成核剂。
在PET的物理性能改性研究中，还可以从提高合成材料的韧性上做研究。例如，为了提升PET合成材料的韧性，可以采用添加弹性体的方法。综上，若能够在研发过程中对该物理性能上做出改变，势必利于PET合成材料在性能上满足多种使用要求。磁电编码器
2化学改性
PET改性研究中，除了物理方面的改性研究外，科研单位还对PET制备的化学反应中进行了改性研究。化学改性主要是通过熔融的方式，向聚酯工艺中添加适当的化学元素，以达到优化成品性能的目的。将化学改性对比于物理改性，化学改性具有更高的研究价值，如化学改性是在PET合成的初始阶段进行改性，因此改性效果更好、更稳定，也适合于工业化的大规模生产。现阶段而言，很文献中都报道过关于PET的化学改性案例，包括阳离子可燃聚酯、阻燃聚酯、瓶级聚酯等，这代表PET合成工艺中的化学改性具有可行性，且具有投入使用的实际意义。本次研究中，只对二元醇及二元酸改性进行论述。
（二）改性思路
本文研究中，以CHDM为改性单体原料，结合PET合成技术，对合成聚酯材料PETG的性
能进行研究，具体为对PETG材料的改性研发，以期能让该材料的综合性能表现提升，进而在全国范围内推广应用，帮助到我国工业行业的发展。实验研究中，以直接酯化法为主，以5L、10L装置为小试验为中心，试验中对催化、稳定体系、工艺参数、原料配方等进行改性研究。将制备出的产品质量与国外同类产品进行切片对比，之后再模拟PET聚酯工业化生产路径，对改性工艺进行放大实验，以期能够实现改性产品的量产。
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