用于聚酯生产缩聚反应的催化剂

用于聚酯生产缩聚反应的催化剂种类繁多，主要有锑系、锗系、钛系、锡系等。由于锑系催化剂在缩聚过程中能大大促进缩聚反应，而对热降解反应的促进程度较小，因此目前聚酯工业普遍采用锑系催化剂，主要品种有三氧化二锑、醋酸锑以及近年来开始受到广泛关注的乙二醇锑。此外，用于酯交换反应的锰、锌、钙、钴、铅等金属的醋酸盐对缩聚反应也有一定的催化作用。上海石化股份公司选择乙二醇锑以及至少一种锰、锌、钙、钴、铅等金属醋酸盐共同组成高效催化剂体系，在2L间歇聚合釜和2m3半连续聚酯装置上考察了高效催化剂的催化作用。与常规催化剂相比，使用高效催化剂可显著提高缩聚反应速度，缩短缩聚反应时间20%以上，制备的聚酯切片质量指标达到常规催化剂制备切片的水平，切片的热稳定性、可纺性和染色性能良好，缩聚反应宏观动力学研究也表明使用高效催化剂的缩聚反应速率常数明显高于常规催化剂。
近10年来，为改善环保和提高效益，致力于开发不含锑等重金属的新型催化剂，如吉玛公司用铝、锗等金属，采用沸石、硅藻土等作载体，开发了Ecoat催化剂，其使用效果与锑类催化剂相当。Acordis公司开发基于TiO2的催化剂C-94，用该催化剂生产的聚酯，其外观及后加工均优于传统锑催化剂生产的聚酯。英国Syneti公司将生产聚酯的钛基催化剂推向工业化，这种催化剂比常规的锑基催化剂可提高聚酯产率15%，成为解决装置瓶颈制约的廉价方案。该催化剂由螯合的配位体环绕Ti核心构成，带有配位体的催化金属可很好地控制聚合，可生成无色的产品。而常规的钛的醇盐催化剂使反应太快，会生成副产品，致使聚合物颜色发黄。这种催化剂为可水解的稳定液体，完全可与反应物乙二醇互溶，而氧化锑催化剂需在高温下进行特殊处理才能分散。使用新催化剂的聚合物产品中剩余的金属含量为锑基催化剂的1/10。日本东洋纺织(Toyobo)公司开发的新催化剂，其生产的聚酯树脂质量与用锗催化剂生产的高度透明和耐热的瓶级树脂质量相同，但新催化剂费用比锗型催化剂要低许多。新催化剂由几种未透露的金属组成，生产工艺条件与锗催化剂制造聚酯纤维、聚酯薄膜和瓶级聚酯树脂所用条件相似，为250~300℃和约10-1Torr。然而与锗催化剂不同，新催化剂不会使树脂留下深暗色或残留的物质。该催化剂已将用于该公司的聚酯装置。


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