PBT生产工艺及其分析
（1）生产原理与方法：PBT生产技术路线可分为酯交换法和直接酯化法。
直接酯化法：直接酯化法是由对苯二甲酸(TPA)与BG)直接进行酯化反应,得到对苯二甲酸双羟丁酯单体,然后缩聚为PBT。酯化反应的生成物水与副产物(THF)的沸点相差较大(分别为100℃和66℃),回收的经精馏后纯度达到9915%[2],可以作为商品出售。该技术路线还具有原料消耗低[757kg(TPA)/t(PBT);885kg(DMT,对苯二甲酸二酯)/t(PBT)],所需反应设备少,生产周期短,生产效率高等优点,制得的树脂既可进行固相后缩聚增粘,也可采用直接纺丝工艺生产纤维,因此直接酯化路线具有较强的竞争力。
酯交换法：酯交换法分两步进行:第1步合成对苯二甲酸(BHBT)及其低聚物;第二步BHBT在减压下缩聚成PBT树脂。在酯交换反应过程中,DMT与BG的酯交换反应活化能及生成THF副反应的活化能分别为:E酯交换=612×104J/mol;E副反应=115×105J/mol。根据高温有利于高活化能反应的原理,在工业生产酯交换反应过程中,在保证主反应达到一定速度的条件下,适当控制反应温度便能抑制副产物THF的生成。在缩聚反应过程中,BHBT缩聚活化能与PBT聚合物热裂解活化能分别为:E缩聚=113×105J/mol;E热裂解=1167×105J/mol。同理,在工业生产缩聚反应过程中,只要选定适当的反应温度范围,即有可能控制热
裂解反应的发生,使PBT聚合物的端羧基含量减少到程度。
THF生成量的多少直接关系到BG的消耗量。目前BG市场价格较贵,其耗量高低将直接影响到PBT树脂的生产成本。因此,生成THF副反应的程度是反映PBT合成工艺是否合理,技术是否先进及最终经济效益好坏的关键指标,如何减少或抑制生成THF的副反应成为合成PBT聚合物工艺研究的重点课题。
国外以DMT与BG为原料,经酯交换反应间歇法合成PBT树脂时,其BG副反应单耗一般为0115～1t/tPBT树脂,相当于24%～37%mol(对DMT计算,以下同)。连续法合成PBT树脂时,其BG副反应单耗一般为010375t/tPBT树脂,相当于9%mol。国内以DMT法实验室合成PBT树脂时,其BG副反应单耗一般为7%～13%mol之间,相当于010286%～01053t/tPBT树脂。
PBT抽丝领域
PBT比PET多出二个甲基(-CH2-)，造成分子间较低的凝集力，使PBT纤维具有相当程度的伸缩性。同时其分子构形因受拉会由平时的a型伸长成B型，当拉力消除时即由B型转回a型，此种a→B、B→a的转变是利用分子结构之转变而产生持久弹性。目前PBT在抽丝领域主要分为弹力丝和单丝，其中单丝又分为刷丝和假发丝。
①PBT纤维 PBT纤维拥有优良弹性、耐碱性及易染性，而被广泛的应用在各种弹性衣饰上，及各种改善质感与特性的交织物上。PBT弹性纤维的特点：a染色性佳 染色性比一般PET纤维鲜艳，染温亦较低，且延长持温时间，染色率及染色浓度不再增加，而达到平衡的状态。b耐碱性佳 在碱液中几乎不产生加水分解或减量现象,耐碱性。c抗拉度低 初期抗拉强度较PET为低,使其具有较佳的柔软感。d耐氯度佳 在水中耐氯坚牢度佳,不因遇水产生物性降低、弹性疲劳之现象。 PBT弹性丝的主要用途有:
a.PBT弹性布使用PBT弹性丝织成的弹性布弹性好、可以制成柔软性及回弹的特殊卫生产品,可用于:医用绷带,基布。
b.PBT/PET复合纤维复合纤维是一个改性涤纶品种,它兼具涤纶、锦纶、氨纶等合纤的特点,后加工性能好,且价格低于纯PBT纤维。用该复合纤维纺制的面料,手感好、弹性高、染色性优良,制作的衣服有穿着舒适,不变形,挺括等优点。PBT/PET复合纤维生产的各种针织、机织物如西服面料、衬衣面料、健美服等。
锦纶：横截面形态：圆形或异形；纵面形态：平滑
涤纶：靠近火焰：熔缩；接触火焰：熔融，冒烟，缓慢燃烧；离开火焰：继续燃烧，有时自行熄灭；气味：特殊芳香甜味；残留物特征：硬的黑色圆珠
锦纶：靠近火焰：熔缩；接触火焰：熔融，冒烟；离开火焰：自灭；气味：氨基味；残留物特征：坚硬淡棕透明圆珠
腈纶：靠近火焰：熔缩；接触火焰：熔融，冒烟；离开火焰：继续燃烧，冒黑烟；气味：辛辣味；残留物特征：黑色不规则小珠，易碎
氨纶纤维：靠近火焰：熔缩；接触火焰：熔融，燃烧；离开火焰：自灭；气味：特异味；残留物特征：白色胶
