聚对苯二甲酸乙二醇酯是什么意思
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为聚对苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚对苯二甲酸二甲酯与乙二醇 酯交换法制成的聚合物,俗称涤纶,英文名称Polyethyleneterephthalat,简称
PET或PETP。
66
聚对苯二甲酸乙二醇酯的简介
聚对苯二甲酸乙二醇酯
(PET)
为聚对苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚对苯二甲酸二甲酯与乙二醇
酯交换法制成的聚合物,俗称涤纶,英文名称
Polyethyleneterephthalate
,简称
PET
或
PETP
。
PET
是英国
ICI
公司于
1946
年首先工业化的,美国杜邦于
1948
年生产,开始主要用于纤维和薄膜类
制品,直到
1966
年日本带人公司开发出玻璃纤维增强制品后,才开始用于工程塑料领域。目前,
PET
用
于纤维和塑料制品基本各半;塑料制品主要用于透明瓶、薄膜和片材,用作工程塑料正在迅速兴起,预计
今后几年会迅速增长,
但目前用量很小;
日本
1997
年
PET
的总产量为
139.5
万
t
,
其中用于塑料
67.8
万
t
,
而工程塑料只占
1.6
万
t
;西欧
1998
年用于塑料的
PET
为
111.8
万
t
,其中
87%
用于吹塑瓶、
6.4%
用于薄
膜和片材,包括工程塑料等其他为
6.6%
;美国
1998
年用于塑料的
PET
为
72.2
万
t
,而
93.7%
用于瓶类制
品。
PET
薄膜的突出性能有阻隔性、力学性能和韧性好,
PET
玻璃纤维增强工程塑料的突出性能为力学
性能高且受温度影响小、耐热温度高、冲击强度高、耐摩擦、耐蠕变性好、 刚性大、硬度大及尺寸稳定
性好,增强
PET
在力学性能、刚性、耐热性方面都超过增强
PBT
,但加工性不及
PBT
。
PET
的国外生产商有
:
美国杜邦公司、英国
ICI
公司、 日本帝人公司、三菱人造丝公司、东洋纺织公
司、钟渊化学公司等。我国的生产厂有
:
北京燕山石化公司、辽阳化纤公司、上海石化公司、新疆独出于石
化公司、上海涤纶厂、岳阳化工二仪征石化公司及广州黄埔化工厂等。
聚对苯二甲酸乙二醇酯的结构性能
PET
的分子为高度对称芳环的线性聚合物,易于取向和结晶,具有较高的强度和良好的成纤性及成膜
性,结晶度为
40%
~
60%
,结晶速度慢。
纯
PET
耐磨耗、低摩擦、吸水性小、尺寸稳定性高,但力学性能、耐热性和冲击性能较差,经玻璃纤
维增强后
PET
的力学性能和耐热性大幅度提高,可用于工程塑料。
聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚间苯二甲酸乙二醇酯的分子结构规整度不同,聚对苯二甲酸乙二醇酯分子规整度高更容易结晶
容易结晶的高分子,相同温度下的链段活性更低,分子活动时需要更多的能量。同样加热,首先要解除分子链的结晶状态,之后才会解除分子链的纠缠状态,从而在宏观上表现出流动性,即为熔融。
最著名的脂类类乙酸乙酯:CH3COOCH2CH3
酯类都有-COO- (酯键),即羰基(C=O)与一个氧原子相连形成。
二甲酸乙二脂是两个甲酸分子与一个乙二醇酯化得到的,乙二酸乙二甲脂是是一个乙酸分子与两个甲醇分子酯化得到的,应该不存在二甲酸二乙脂。
乙二酸二甲酯:CH3-O-OC-CO-O-CH3
第一个是两份甲酸和乙二醇生成的酯
第二个是两份甲醇和乙二酸生成的酯
涤纶聚酯由对苯二甲酸与乙二醇缩聚而成,遵循线形缩聚的普遍规律。生产涤纶聚酯,先后发展有酯交换法和直接酯化法两种合成技术。
(1)酯交换法或间接酯化法
这是传统生产方法,由甲酯化,酯交换,终缩聚三步组成,甲酯化的目的是便于对苯二甲酸二甲酯精制提纯。
①甲酯化 对苯二甲酸与稍过量甲醇反应,先酯化成对苯二甲酸二甲酯。蒸出水分,多余甲醇,苯甲酸甲酯等低沸物,再经精馏,即得纯的对苯二甲酸二甲酯。
②酯交换 190~200℃下,以醋酸镉和三氧化锑作催化剂,使对苯二甲酸二甲酯与乙二醇(摩尔比约1:2.4)进行酯交换反映,形成聚酯低聚物。馏出甲醇,使酯交换充分。
③终缩聚 在高于涤纶熔点下,如283℃,以三氧化锑为催化剂,使对苯二甲酸乙二醇酯自缩聚或酯交换,借减压和高温,不断馏出副产物乙二醇,逐步提高聚合度。
甲酯化和酯交换阶段,并不考虑等基团数比。终缩聚阶段,根据乙二醇的馏出量,自然的调节两基团数的比,逐步逼近等物质的量,略使乙二醇过量,封锁分子两端,达到预定聚合度。
(2)直接酯化法
对苯二甲酸提纯技术解决后,这是优先选用的经济方法。对苯二甲酸与过量乙二醇在200℃下先酯化成低聚合度(如X=1~4)聚对苯二甲酸乙二醇酯,而后在280℃下终缩聚成高聚合度的最终聚酯产品(n=100~200),这一步与间接酯化法相同。
随着缩聚反应程度的提高,体系粘度增加。在工程上,将缩聚分段在两反应器内进行更为有利。前段预缩聚:270℃,2000~3300Pa。后段终缩聚:280~285℃,60~130Pa。
二酯
俗名:聚
对酞酸
乙二酯分子量:一般大于104