缩聚生产工艺

n HOCH2CH2COOC－ Nhomakorabea－COOCH2CH2OH
O O C OCH2CH2OH
H
OCH2CH2OC
n 把异缩聚变成均缩聚，保证等当量配比。 优点： ①能保证质量（把异缩聚变成均缩聚，便可不考虑 原料配比对分子量的影响） ②工艺路线成熟 缺点： ①工艺路线复杂（制备DMT，消耗甲醇，流程 长，成本不易降低） ②成本高（副产甲醇，需增加回收设备）
1.原料配比对分子量的影响
对苯二甲酸 乙二醇 a-A-a b-B-b A—主体 a---官能团
naAa nbBb a[ AB]n b
DP：表示以重复单元表示的数均聚合度
Xn：表示以结构单元表示的数均聚合度 Xn = 2 DP
设令Na、Nb分别为官能团a、b的起始数，官能团a的反应程度为P， b分子过量即Nb>Na
主要原料
（1）．对苯二甲酸（TPA） 对苯二甲酸是芳香族二元羧酸的一种，它在常温下，外观为白色 晶体，无毒，易燃。稍溶于热乙醇，微溶于水，不溶于氯仿、乙醚 、醋酸，能溶于碱。对苯二甲酸由对二甲苯、苯酐或甲苯制得，主 要用于制造聚酯纤维和塑料。
（2）．对苯二甲酸二甲酯（DMT）
对苯二甲酸二甲酯是芳香族二元酯的一种，在常温下，外观为白色结晶 粉末，无毒、易燃，其蒸气或粉尘与空气混合至一定比例，遇热能发生爆 炸。对苯二甲酸二甲酯由对苯二甲酸与甲醇酯化，然后经重结晶或真空蒸 馏制得。
3. 界面缩聚(interfacial polycondensation)
单体分别溶解于两不互溶的溶剂中，反应在两相界面上进行的 缩聚。工业上聚碳酸酯的合成采用界面缩聚。
特点
属于非均相体系，为不可逆聚合，要求单体活性 高；

• 反应温度低、反应速率快； • 溶剂的用量较多，处理和回收困难； • 产物分子量高，原料配比不要求完全等摩尔； • 大部分反应在有机溶剂一侧进行，要求所选的溶 剂可使聚合物沉淀析出。
己二酰氯与己二胺之界面缩聚
拉出聚合物膜
己二胺-NaOH水溶液 界面聚合膜
己二酰氯的CHCl3溶液
第二节
一、概述
熔融缩聚
1.定义: 不加溶剂或其它介质,反应温度高于单体和缩聚产物 熔化温度以上进行的反应. 2.特征: 1)反应温度高，要求单体和缩聚物在反应温度下不分解
2)一般均在高真空度下进行，有利于小分子排出；
3)生产工艺过程简单，生产成本较低。聚合设备的生产能力 高。 4）单体配比要求严格， 对原料的纯度要求高
第三节 涤纶树脂的生产
（一）概述
1) 主要原料: 对苯二甲酸
乙二醇
H
HOOC－
HOCH2CH2OH
O
－COOH
O C OCH2CH2OH
2)涤纶的结构式:
OCH2CH2OC
n
3)学名: 聚对苯二甲酸乙二（醇）酯 4)特性粘度: η特性 = 0.69---0.72 Mn = 2-3万
n 优点：①工艺简单、先进 ②对苯二甲酸纯度要求不高 ③反应速度快（加成这一步），设备利用率高 缺点： ①安全性差
②加成反应为强放热反应，工业中不易控制
③对设备要求高
（三）工艺控制因素
1.原料配比对分子量的影响
2.平衡常数对分子量的影响
3.反应程度对分子量的影响 4.杂质的影响 5.温度的影响 6.氧的影响
1）甲酯化反应
HOOC－ －COOH ＋ 2CH3OH －COOCH3
HOCH2CH3COOC－ 2）酯交换反应 H3COOC－
对苯二甲酸二甲酯（DMT)
－COOCH3 ＋ 2 HOCH2CH2OH
Zn（CH2COO）2
HOCH2CH2COOC－
－COOCH2CH2OH
对苯二甲酸双羟乙酯
3）涤纶缩聚
（3）．乙二醇
乙二醇为无色微粘稠液体。具有较强的吸湿性，有醇味但不能饮用。可 以和水、醇、醛、吡啶等混溶，微溶于乙醚。
（二）、涤纶树脂的生产路线
酯交换聚酯路线
聚酯合成的工艺路线
对苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路线
环氧乙烷酯化聚酯路线
1.酯交换聚酯路线（酯交换聚酯法）
是最早（1953年）实现工业的聚酯路线。是将对苯二甲酸二甲酯与乙二醇按1∶2.5 （摩尔比）比例混合，在醋酸锌、醋酸锰和醋酸钴催化剂的作用下，发生酯交换反应 ，生成对苯二甲酸双羟乙酯。具体反应分三步：
1. 熔融缩聚（melt polycondensation）
反应温度高于单体和缩聚物的熔点，体系处于熔融状态 下进行的反应。
聚酯、聚酰胺等通常都用此法生产。
关键：小分子的排除及分子量的提高。
特点
配方简单，只有单体和少量催化剂，产物纯净，相当于 本体聚合；

• 反应温度高，速率快，有利于小分子排出； • 生产设备利用率高，便于连续化生产。
2.对苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路线（直接酯化聚酯法）
HOOC－
－COOH
＋ 2 HOCH2CH2OH －COOCH2CH2OH
O C OCH2CH2OH
HOCH2CH2COOC－
O H OCH2CH2OC
对苯二甲酸双羟乙酯
n
该路线对原料对苯二甲酸和乙二醇的纯度要求较高。
优点：工艺路线简单（省去DMT的合成工序，其次是所用原 料较省，不用催化剂，设备能力高投资及成本都比较低）
2. 溶液缩聚（solution polycondensation）
单体加适当催化剂在溶剂（包括水）中呈溶液状 态进行的缩聚。聚砜和聚苯醚的合成或尼龙 — 66合成前期均采用溶液聚合。
特点
溶液缩聚的温度较低，副反应较少，但要求单体活 性较高；

• 溶剂除去困难，适于产物直接使用的场合； • 成本高，后处理多（分离、精制、溶剂回收等）。
缺点： ①对苯二甲酸精制困难。（高熔点化合物，不易于 一般方法制得） ②对苯二甲酸不易溶于乙二醇中，呈悬浮液。 ③ 高温下，对苯二甲酸呈现颜色。
3.环氧乙烷酯化聚酯路线（环氧乙烷法）
该路线是1973年开始工业化生产的。
CH2=CH2+ CH2 O
O2
CH2 O
CH2
CH2
+ H2O
HO-CH2 CH2-OH
其反应如下：1）加成
HOOC－ －COOH ＋ 2 CH2－CH2 O
HOCH2CH2COOC－
－COOCH2CH2OH
对苯二甲酸双羟乙酯
2）缩聚：同样把异缩聚变成均缩聚，保证等当量配比。 n HOCH2CH2COOC－
－COOCH2CH2OH
O H OCH2CH2OC O C OCH2CH2OH