2017-12-19 11:20:01
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聚酯多元醇的生產工藝,根據其牌號不同,操作工藝及制備條件也不完全一樣,但基本上都是縮聚過程??s聚過程一般分溶劑共沸脫水法和熔融縮聚法二種。
前者系在縮聚過程中加入甲苯(或二甲苯),利用甲苯與水的共沸作用將反應生成的水帶出,保證縮聚反應進行。其優點在于反應比較平穩,溫度較低。易于掌握,不需分餾設備,產品色調比較好,但需要有一套分水回流裝置,系統引入甲苯等溶劑后,使縮聚工序由不防爆變為防爆,給操作帶來麻煩。并增加了生產成本。
熔融縮聚法除加入原料外,不需再加入其它組份,利用沸程差,結合惰性氣體的通入量(或真空度),可使反應生成的水通過分餾柱分離出來,設備比較簡單,所用工時也較短,所以目前聚酯醇的生產以采用此法為主。本一節著重介紹制備已二酸系聚酯醇,分子量為2500一3000。,酸度小于3mgKOH/g的制備工藝及影響因素。其它聚醋醇的制備情況,在原理與設備上基本相似。。縮聚釜材料為不銹鋼,電感應加熱,回流冷凝器上部出口裝有溫度計,以控制流出物溫度,一般控溫在120士Z°C,保證反應生成水排出,又使揮發性的低級醇回流,使酸醇比穩定或保持相對平穩.從而保證制得的聚酪分子量處在規定的范圍內。從列管冷凝器冷卻下來的縮合水進入流出物接受器并計量之,可估計出反應進行的程度。捕集器分別裝填固體堿,氧化鈣,固體蠟等以保護真空系統。浸沒式冷卻器的目的是降低聚醋成品出口溫度(150C),防空氣對高溫聚酯成品氧化,聚醋變黑,保證聚酯為白色。
熔融縮聚真空脫水法的操作要點:
(l)酸醇配料比酸:醇=1:1.12(mol)已二酸:乙二醇:1:2-丙三醇=1:0.895:0.223:0.00112(mol)
(2)聚酯縮聚釜的投料系數0.8。
(3)將已二酸,乙二醇,l,2一丙二醇,丙三醇依次投入釜內,抽空充氮三次,以除釜內空氣存在。
(4)升溫至134度左右,開始出水(攪拌),約在6h內將物料溫度升至225士2°C。
5)控制直立回流冷凝器上端出水溫度120士2°C。
(6)220度下取樣分析酸度,若酸值在40左右時開始真空脫水‘
(7)抽空脫水操作要順序進行,防止沖料。.。時間約4h
(8)于9一3kPa抽空下,經常取樣分析,當樣品酸度在3以下時,分子量又在規定范圍內,即可出料。
關于熔融縮聚通惰性氣體(N2或CO2)脫水法的操作要點與上述方法基本相似,所不同的是縮聚過程中繼續地通入悄性氣體(鼓泡)。將生成水帶出,氣體流量由小到大。該法的缺點是消耗大量惰性氣體。而巨惰性氣體質量將對產品性能有影響。影響聚酯合成的因素,主要有酸醇配比,反應溫度,升溫速度,真空度.反應時間以及設備結構,加熱方式等。
幾個主要影響因素討論如下:
(1)酸醇比的影響酸醇比是合成聚酯的重要因索之一若改變酸醇的配比.就可以得到大小不同分子量的聚酯。聚氨酯用的聚酯多元醇末端需羥基封閉,故在合成時應加入適當過量的醇才能保證聚酯分子量的規定要求。關于縮聚物分子量的控制,可通過控制縮聚反應原始組份的用量比,即酸醇摩爾比來達到‘對于二官能團的二元組份縮聚體系.在采取等摩爾比時,可生成分子量極高的線狀高聚物。當二者等摩爾關系改變后.就不能得到高分子量的縮聚物‘而所得的縮聚物分子量與起始反應物之比的過量摩爾數有密切關系。,這主要有以下三種原因造成的。l)縮聚反應是一種可逆一平衡反應。為此,加人合成體系中的過量組份并非全部參與反應(2)縮聚反應過程中可能有如下幾種副反應產生:高溫下醇酸化合物會引起高溫分解:個.二元醇也會縮合成醚醇類化合物:有氧存在下,會高溫氧化:在縮聚反應過程中‘脫水,尤其真空脫水時,有部分未參與反應的醇類化合物損失。鑒干以上清況.實際過量數將大于理論過量數:(3)參加反應的有效率。對于實際過量數.或參加反應的有效率。取決于縮聚反應的類型,原料的規格,縮聚工藝,以及生產規模等因素.一般,必須通過實踐手段將以確定。也就是說,實際過量數必須根據具體縮聚類型,一般工藝流程,操作條件,生產規模等因素,將以調整確定,不能一概而論。譬如合成分子k量為2500一3000的己二酸系聚酯樹脂多元醇,按計算,酸醇比的理論量應為1:1.085一1.065,但在實際投料中,經確定,在用縮聚釜生產時,實際酸醇投料摩爾比是l,1.21~1.2