PET固相缩聚反应动力学研究

建立了综合考虑 PET固相缩聚化学反应、小分子副产物物理扩散、大分子结晶三方面的 PET固相缩聚动力学模型 ,并用文献报道的实验测定数据验证该模型。运用该模型 ,研究了水、乙二醇、乙醛小分子副产物的含量与分布及其对固相缩聚的影响 ,从乙醛含量分布图可以得出 ,随着反应时间的延长 ,切片内各层乙醛含量降低不明显     

PBT的固相缩聚

对固相缩聚的机理和影响因素进行了介绍。认为聚对苯二甲酸丁二酯 ( PBT)是一种重要的工程塑料 ,高的分子质量使其性能得到提高。作为生产 PBT高粘切片的有效方法 ,固相缩聚依赖于化学 (可逆化学反应 )和物理 (小分子的扩散 )两个过程     

固相缩聚PET相对分子质量及其分布研究

建立了 PET固相缩聚反应的数学模型 ,对相对分子质量及粒子内部相对分子质量的梯度分布的模拟与实验结果相符。实验假定粒子内任一微小体积元内聚合物的相对分子质量服从 F lory分布 ,计算产物相对分子质量多分散系数 MWD ,发现粒子内相对分子质量的梯度分布对产物相对分子质量分布的加宽无明显的贡献。认为相对分子质量分布的加宽是由于晶区被排除在反应体系以外造成的 ,且反应条件越苛刻 ,相对分子质量分布越宽。     

固相缩聚法生产聚酯中黏切片工艺分析

提出了用同相缩聚法生产聚酯中黏切片的新工艺。与熔融缩聚工艺流程相比,用新工艺生产的产品颗粒小,可提高固相反应速率;结晶度高(50％～55％),可省略使用过程中的结晶工序;乙醛含量低,约为熔融缩聚法的1／3．可提高最终产品的热稳定性。由于新工艺流程未使用有动力设备的最终缩聚釜,运行费用可减少20％,并减少了维修费用。     

固相缩聚对PET切片结晶度及粘度的影响

研究了PET连续式固相缩聚反应中升温速度、反应温度和反应时间对切片预结晶度及特性粘数的影响。切片预结晶度随升温速度的增大而逐步降低 ,特性粘数随反应时间的延长或反应温度的升高而增大。实际生产中 ,较佳的反应温度 2 10～ 2 3 0℃ ,升温速度小于 3 0℃ /min ,反应时间 2 3h。     

PET固相缩聚反应动力学模型

总结了ＰＥＴ 固相缩聚反应的原理及其反应动力学,综述了国内外研究ＰＥＴ 固相缩聚动力学模型的进展。指出单纯考虑化学反应或小分子扩散的模型都是不全面的,应该用化学反应过程和物理扩散过程共同控制的模型来描述固相缩聚反应。     

固相缩聚对聚酯切片热性能和结晶行为的影响

用差示扫描量热仪(DSC) 和热重分析仪分别对普通聚酯切片和通过固相缩聚增黏的聚酯切片进行了热性能和结晶行为的研究。结果表明,固相缩聚增黏的聚酯切片的DSC第一次升温曲线上观察不到结晶吸热峰,说明固相缩聚使聚酯相对分子质量增大的同时,也使其充分得到结晶;固相缩聚聚酯切片的熔点升高;此外,固相缩聚增黏聚酯切片的结晶度较低、结晶尺寸较小、结晶速率较小,而热稳定性优于普通聚酯切片。     

PET固相缩聚工艺技术分析

综述了聚酯(PET)固相缩聚过程特点,重点对比分析了Bepex、Buhler、Sinco及Dupont的NG3连续固相缩聚工艺、关键设备构型及主要操作参数。PET固相缩聚过程中结晶增长与缩聚反应共存并互相耦合,因而结晶工序是固相缩聚工艺的重要组成部分,也是各工艺专利商的专利技术之所在。有效的结晶增长、结晶形态与缩聚反应的解耦合是强化固相缩聚技术的科学基础。     

十四烷辅助下聚酯的固相缩聚

在200～240℃研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在十四烷辅助下的固相缩聚反应.结果表明,溶剂辅助下的固相缩聚(分散相固相缩聚)的反应速度较传统气相环境中的固相缩聚更快,最佳反应温度为230℃左右.随着反应温度的升高,分散相固相缩聚得到的PET切片的熔点和结晶度也相应提高.分散相固相缩聚前后PET切片的孔隙率并未发生明显变化.用苯酚处理之后的PET孔隙率增加,有利于小分子扩散,使缩聚反应速率加快.聚合物在十四烷中溶胀导致链活动性增强可能是分散相固相缩聚分子量提高的主要原因.     

PET固相缩聚反应机理的研究

对ＰＥＴ固相聚合的反应机理进行了较深入地研究。并首次对副产物ＥＧ表面扩散控制机理进行了探讨。通过研究发现：固相聚合机理与温度、预聚体尺寸、惰性气体的流量（或真空度）有关。当反应温度较低时（如１６０～１８０℃），ＰＥＴ固相聚合总是化学反应控制的过程。当反应温度较高（如≥２２０℃），且预聚体的尺寸较大时，ＰＥＴ的固相聚合实际上是由副产物ＥＧ从样品内部向表面的扩散控制的。当反应温度较高，且预聚体的尺寸很小（如几十微米）时，又惰性气体流量较小（或真空度较差），ＰＥＴ固相缩聚反应为副产物ＥＧ从样品表面向外的扩散所控制；若惰性气体流量较大（或真空度较好），反应又转化为化学反应控制。     

固相缩聚反应温度与时间对PET结晶的影响

研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片在固相缩聚反应中特性粘数和结晶度随反应条件的变化及其热行为。结果表明:固相缩聚PET特性粘数随反应温度和反应时间不断增大,反应温度为215～ 225℃时较佳,随反应的进行新结晶产生,一定时间后结晶度增加缓慢并趋于平衡;DSC分析表明固相缩聚反应后的PET存在一个特征熔融峰(253℃左右)和固相缩聚峰,随着反应温度和反应时间的增加,固相缩聚峰不断向特征熔融峰靠拢,一定反应温度和反应时间后融合为单峰,之后低温峰跨过特征熔融峰向高温移动。     

PET固相缩聚反应器动态模型

PET固相缩聚过程涉及反应固体颗粒和反应器床层两个空间尺度的传质,是一个复杂的多维多相对象。以反应过程控制为目标,在已有的反应动力学模型基础上,同时考虑可逆化学反应和小分子产物内外扩散两个控制因素,并借用固定床拟均相模型的建模思想,将小分子产物在颗粒内外扩散形成的浓度梯度用一个有效系数来表示,从而建立了简化的PET固相缩聚反应器一维动态模型。在相关文献的实验条件下求解分布参数模型的数值解,并进行启动过程仿真和过程动态分析,计算反应器出口质量指标,与文献曲线和数据对照,验证了模型的正确性。     

固相缩聚PET的分子量分布

在研究聚酯（PET）固相缩聚反应动力学的基础上,进一步利用多组分模型,模拟分析了固相缩聚PET的分子量分布,模拟结果与凝胶渗透色谱测试结果相吻合。     

聚L-乳酸固相缩聚工艺研究

以L-乳酸为原料,采用复合催化剂熔融缩聚的方法,制备预聚物,然后进行固相缩聚研究。研究了抽真空和通氮气2种固相缩聚工艺方法。在通氮气工艺方法中探讨了反应温度、反应时间、物料颗粒的尺寸等对固相缩聚反应的黏均相对分子质量的影响。根据缩聚反应平衡和水分子扩散传质平衡的原理对实验现象进行了合理的解释。     

熔融挤出-固相增黏循环处理对PET性能的影响

将特性黏数为0.679 dL/g的纤维级聚对苯二甲酸乙二酯(PET)切片进行5次熔融挤出-固相增黏循环处理,对固相增黏后的PET切片进行纺丝,分析了处理后的PET切片的热性能,测试了PET纤维的断裂强度及色值。结果表明:随着PET熔融挤出-固相增黏循环处理次数的增加,固相增黏后PET切片的特性黏数下降,熔点降低,纤维断裂强度和断裂伸长率下降,色值b值增加,L值减小;5次固相增黏后PET切片的特性黏数均大于0.75 dL/g,但其可纺性变差,纤维力学性能下降。     

工业丝级PET固相增黏切片生产工艺的探讨

以已投产的年产万吨级连续固相缩聚装置生产工业丝级涤纶增黏切片实测的反应条件为依据,从原料切片、反应温度、停留时间、循环氮气纯度及流量等因素对固相缩聚反应的影响,详细地对连续固相缩聚生产工业丝级涤纶增黏切片的生产工艺加以探讨。     

Effect of antimony catalyst on solid-state polycondensation of poly(ethylene terephthalate)

The effect of antimony trioxide (Sb₂O₃) catalyst on the solid-state polycondensation (SSP) of poly(ethylene terephthalate) (PET) has been rigorously studied. It has been determined that the rate constant increases, while the activation energy decreases, linearly with increasing catalyst concentration within the range of 0-100 ppm Sb. The SSP rate reaches its maximum value at about 150 ppm Sb. The activation energies are 30.7 and 23.3 kcal/mol respectively for the uncatalyzed and fully catalyzed SSP. The frequency factor decreases with increasing catalyst concentration due to the decreased mobility of catalyzed end groups. A mechanism of Sb catalysis has been proposed to explain these observations.