聚酯的缩聚反应,一般分为预缩聚和终缩聚两段,所谓终缩聚,指反应物特性粘度高于0. 3dl/g的部分。由于聚酯的缩聚反应是一平衡可逆反应,而且反应平衡常数较小(平均约为4.90),因此,在反应过程中必须尽快地去除在反应过程中生成的EG,否则,将会影响缩聚反应速率和聚合度,这与酯化反应中要求迅速去除反应生成的水是相同的。但是,随着缩聚反应的深化进行,反应物的粘度不断提高,要想去除反应生成的EG难度也会越来越大。特别是在终缩聚阶段,由于反应物粘度已很高,EG的脱除愈加困难,必须采用特殊手段。
另外,为了保证得到聚合度均匀的产物,必须尽量减少反应物流的返混,并尽量改善其停留时间分布。所以,在缩聚段,特别是缩聚的后阶段,应当使反应器的设计尽量满足使反应物处于平推流的要求。
在特性粘度小于0. 3dl/g的缩聚反应前段,当特性粘度小于0.1dl/g时,由于此时酯化反应仍占一定比例,且处于此种粘度时缩聚生成的EG完全可借助搅拌作用提供其蒸发机会。再者,此时反应物之聚合度尚小,分子链不长,所以停留时间的分布要求尚不很严格。
特性粘度在0. 1~0. 3dl/g时,为过渡阶段,此时反应动力学与脱除EG(传质)的作用均重要。而且在本阶段反应物之聚合度已较高,分子链已较长,故对时间分布要求严格,反应器的设计应尽量为物流提供近似活塞流的可能。通过我们的研究与分析,以采用装有卧室密圈(小螺距)螺带式搅拌器的反应器较为理想。当然,也可以将特性粘度小于0. 1dl g段的搅拌釜与本粘度段的卧式螺带反应器组成L型结构,从而简化设备结构,减少安装空间与材料,因此,也就形成了四段反应器的总体格局。反应生成的熔体经终缩出料泵打入注带头进行注带、切粒、干燥、脉冲输送到料仓、打包出厂。
(3)、工艺参数的优化
影响聚酯反应的主要因素有: 反应温度、反应压力、物料停留时间、PTA浓度、EG浓度、催化剂浓度等。在不同反应阶段,各项影响因素对最终产品各项指标的影响力度不同,应找出最主要的影响因素加以调整。对于最终产品质量的影响因素,应综合不同反应阶段一起调整。酯化反应主要受温度、压力、停留时间的影响,仅在后期受EG/PTA摩尔比的影响。DEG的生成主要是在酯化阶段,控制DEG含量应主要从酯化阶段入手。预缩聚阶段羧端基含量高的主要原因与酯化反应的酯化率有很大关系。因此,酯化反应的优化非常重要。在参数优化过程中,各影响参数也应综合考虑,在调整一项参数的同时,可以适当调整其它参数,以补偿因调整该项参数对其它指标造成的影响。
由于PTA仅能部分溶解于EG,所以反应初期物料呈浆状,是非均相与均相同时存在的体系。对均相反应,其反应速度(u)为:
u=K•Ca(PTA)•Cb(EG) (6)
式中,K为反应速度常数,a、b分别为PTA、EG的反应级数。
在反应初期,PTA未能全部溶于EG,故酯化反应速度只与反应温度、压力有关。温度的作用除改变反应常数(K)外,更主要的是提高PTA在反应物料液相中的溶解度,加快在均相中的反应。当PTA全部溶解后,反应物料变成单一的液相,达到“清晰点”。酯化反应速度又与PTA和EG浓度有关,而EG的浓度取决于反应压力,压力高即EG浓度高,故反应速度快。但压力高又会妨碍酯化副产物水的蒸发甚至导致水解反应发生。另外,压力高,EG蒸发速度慢,在酯化物料中停留时间增长,同时加速二甘醇(DEG)的生成。
酯化反应的压力调节应遵循下列原则,压力高限应不妨碍EG与水的排出,低限又应避免EG过量蒸发使物料配比失调,同时因大量EG循环而增加能量消耗。
EVA片材生产线 http://jdl4.qqzyw.com/
橡胶生产线 http://bs11.qqzyw.com/
PP片材生产线 http://bs12.qqzyw.com/
PVC片材生产线 http://bs13.qqzyw.com/
PE片材生产线 http://bs14.qqzyw.com/