聚对苯二甲酸丁二酯
化学品
聚对苯二甲酸丁二酯 (Polybutylene terephthalate ,简称PBT) 是一种半透明或不透明、结晶型热塑性聚酯树脂,又名聚对苯二甲酸四次甲基酯,由德国科学家P.Schlack于1942年首先合成。化学式为(C12H12O4)n,相对分子质量为30000~40000,其外观为乳白色或淡黄色,表面有光泽,密度1.31~1.55g/cm3。
发展历史
20世纪70年代,中国PBT技术开发起步,建成几百吨级生产装置。仪征化纤引进国外技术,建成2万吨/年装置,后产能增至8万吨。2010年,国内PBT产能从2008年的17.2万吨增至26.2万吨。2006~2010年年均增长率约11%~12%。2015年,拟建和在建项目产能约40万吨,加上原有产能,基本实现自给。
国外主要生产公司主要集中在西欧、日本、美国,代表性企业有GE塑料、DuPont、SABIC、Ticona等。
PBT物理性能
生产方法
PBT 聚酯生产主要采用两种方法,即酯交换法(DMT 法)和直接酯化法(PTA 法)。其中 DMT 法又包括间歇式 DMT 法和连续式 DMT 法。
间歇式 DMT 法工艺设备简单,操控容易,特别适合小规模生产,但各批次 PBT 质量差异较大,产品稳定性不够好;连续式 DMT 法采用的设备为螺杆式或管式反应器,效率较高,各批次 PBT 质量也较稳定,适合大规模的工业化生产 PBT。而 PTA 法特点为流程短,设备投资低,能耗少,但存在 1, 4-丁二醇(BDO)脱水生成四氢呋喃(THF)的副反应,增大了 BDO 的消耗量。BDO 脱水副反应为酸催化反应,其反应体系的酸性大小直接决定了副反应进行的快慢,因此,PTA 法要求对反应体系的控制非常严格。
酯交换法
工艺流程:原料BDO与催化剂TBT按比例加入催化剂混合槽,形成混合液。随后,BDO与TBT的混合液与熔融状态的对苯二甲酸二甲酯(DMT)一同送入酯交换反应槽,进行酯交换反应,生成对苯二甲酸双羟丁酯(BHBT)。反应过程中,酯交换温度从160℃逐步升至230℃,同时分馏出甲醇(MA)和四氢呋喃(THF)的混合物。由于此反应为可逆反应,MA的分馏有助于正反应的进行。所得BHBT随后送入聚合反应器,进行缩聚反应,反应温度从230℃升至250℃,真空度从200 mmHg降至1 mmHg,缩聚反应结束后,即得到PBT。化学方程式如下:
直接酯化法
工艺流程:反应浆料的配制阶段,PTA和BDO按比例混合后泵入酯化反应器。酯化阶段,反应温度为240℃,压力约40000 Pa,反应2小时,生成的低沸点小分子部分回流,部分回收至粗THF罐,高沸点的BDO回流至反应器。酯化后的反应液进入预缩聚反应器,反应温度245℃,反应45分钟,气相物冷凝回收至BDO液封槽。预缩聚后的反应液经过滤后进入终缩聚反应器,反应压力控制在10-20hPa,通过调节BDO蒸气吸入量控制压力,同时控制圆盘转子转速为2-5r/min,以确保热熔液达到指标要求。化学方程式如下:
应用领域
在美国、欧洲和日本等发达国家和地区,PBT的主要应用领域集中在汽车工业、电子电器和办公机械等行业。具体来说,PBT在电子电器领域的消费量在美国、欧洲和日本分别占44%、65%、45%;而在汽车工业的消费量则分别为47%、25%、22.5%。这说明不同地区对PBT的应用重点不同,美国更偏向汽车工业,欧洲则在电子电器领域使用更多。
中国PBT应用领域的具体比例:电子电器约占60%,汽车/机械工业约占24%,光纤包覆约占8%,纤维约占3%,其他约占5%,电子电器是主要的应用领域
安全性
关于PBT的毒性和皮肤刺激性,根据科学研究和相关文献表明,PBT本身是无毒的,生物相容性良好,并且对皮肤无明显刺激作用。
包装运输贮存
PBT颗粒需要防潮、防污染,包装材料选择密封性好的,比如塑料袋或复合袋,并且包装上要明确标注产品信息。运输时,PBT颗粒要避免剧烈震动和碰撞,最好使用封闭式货车,确保防潮。
贮存时,PBT颗粒应放在干燥、通风的环境中,避免阳光直射和高温,仓库温度和湿度要控制好,同时要有良好的通风条件,防止颗粒受潮或化学反应。
此外,仓库还需要配备消防设施,防止火灾,还要有防静电措施,比如使用防静电货架和地面材料。这样,PBT颗粒在包装、运输和贮存过程中就能得到有效的保护,确保质量和性能不受影响。
参考资料
最新修订时间:2025-03-05 23:11
目录
概述
发展历史
PBT物理性能
参考资料