陽(yáng)離子酯切片生產(chǎn)中二甘醇含量的控制

陳少奎

（安徽皖維高新材料股份有限公司，安徽巢湖238002）

在，酯切片中二甘醇（DEG）的含量是必須嚴(yán)格控制的一項(xiàng)重要指標(biāo)。由于DEG中的醚鍵加入到聚酯大分子鏈段中,在一定程度上破壞了聚酯大分子鏈排列的規(guī)整性,從而使鏈的強(qiáng)度下降，切片的熔點(diǎn)也略有下降，所以在紡絲過(guò)程中容易出現(xiàn)斷頭的現(xiàn)象。另外，切片中的DEG有利于紡絲的染色。如果切片中DEG的含量不穩(wěn)定,在染色時(shí)容易造成著色不均勻，所以，酯切片中DEG的含量應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)（皖維陽(yáng)離子企標(biāo)Q/ww02.005-2011為不大于3.6%）。

1 影響DEG含量的因素

1.1 原料的影響

1.1.1 PTA對(duì)DEG含量的影響

PTA是聚酯生產(chǎn)中的主要原料,通過(guò)比較不同PTA的質(zhì)量指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)PTA的酸值、粒徑分布與DEG含量有一定關(guān)系。

酸值的影響:分析發(fā)現(xiàn)，DEG含量偏高時(shí)，對(duì)應(yīng)的PTA酸值偏高，大于675mg（KOH）/g。在酯化反應(yīng)中，由于PTA上的羧基電離出H+，系統(tǒng)中酸性增強(qiáng)，加劇了乙二醇間的反應(yīng)，促進(jìn)了DEG生成[1]。

粒徑的影響：PTA的粒徑及其分布直接影響漿料的漿化性[2]。PTA平均粒徑大，表面積小，用相同量的乙二醇（EG）配的漿料顯得稀薄，PTA與EG接觸面積小，則漿料混合均勻，漿化性及穩(wěn)定性提高，在促進(jìn)酯化反應(yīng)的同時(shí)抑制了生成DEG的副反應(yīng)。

1.1.2 回收乙二醇對(duì)DEG含量的影響

生產(chǎn)中新鮮EG的質(zhì)量較穩(wěn)定，但回收乙二醇對(duì)DEG含量影響較大。隨著生產(chǎn)中新鮮和回收EG比例的調(diào)整，發(fā)現(xiàn)回收乙二醇使用量與DEG含量呈正比關(guān)系，原因是系統(tǒng)酸性增強(qiáng)，有利于DEG的生成。

1.1.3 三單體對(duì)DEG含量的影響

常規(guī)PET中DEG的含量大約≤1.2%摩爾左右，由于，酯切片體系中含有磺酸鈉極性基團(tuán)，能促使DEG生成；另外，它可與體系中的DEG進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成新的醚化物，配制時(shí)需加入醋酸鈉抑制DEG的生成。

1.2 生產(chǎn)工藝對(duì)DEG含量的影響

EG/PTA摩爾比、酯化溫度及時(shí)間、縮聚真空度等對(duì)DEG含量的影響較大。摩爾比低，漿料粘度大，反應(yīng)慢且不均勻，隨著摩爾比的提高，酯化率逐漸提高，但過(guò)量的EG存在于系統(tǒng)中，DEG含量也會(huì)偏高。

酯化反應(yīng)溫度過(guò)高，主、副反應(yīng)速度均加快，易發(fā)生EG熱分解和自聚的副反應(yīng)，使產(chǎn)品中DEG增多；反應(yīng)溫度過(guò)低，理論上生成的DEG少，但反應(yīng)速度慢，反應(yīng)周期長(zhǎng)，也易生成DEG。

真空度不好，EG脫出速度慢，縮聚副反應(yīng)增多，DEG含量會(huì)有所增加。

2 陽(yáng)離子生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題

皖維間歇聚酯生產(chǎn)線單線產(chǎn)能20000噸，生產(chǎn)陽(yáng)離子切片時(shí)，DEG含量有所波動(dòng)（2.5%～6.5%），對(duì)切片成纖性及纖維染色均勻性均有影響。

原料的質(zhì)量基本穩(wěn)定，回收乙二醇濃度均達(dá)到95%且使用比例固定，三單體配制采用中溫反應(yīng)法（溫度控制在145℃～175℃），雖克服了高溫合成間苯二甲酸二乙二醇酯-5磺酸鈉時(shí)DEG含量高且不穩(wěn)定的缺陷，但影響纖維染色均勻；低溫法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，效率低，但工藝簡(jiǎn)單易行，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，每釜產(chǎn)品二酯化的終溫不同，聚合真空度存在差異。雖然規(guī)定了二酯化周期，但反應(yīng)終溫未做具體要求，二酯化接收量有波動(dòng)，導(dǎo)致聚合真空度也有波動(dòng)，進(jìn)而影響了切片的DEG含量。

3 調(diào)整工藝，解決存在問(wèn)題

二酯化周期固定后，通過(guò)不斷調(diào)高終溫，二酯接收量增加，縮聚真空度得以改善，切片DEG含量逐步減小，但超出一定溫度，容易多產(chǎn)生DEG，使切片DEG含量有所增加。根據(jù)分析，調(diào)整相關(guān)工藝參數(shù)見表1。

表1 工藝參數(shù)調(diào)整

由表1可知：二酯化終溫245℃，周期90min，縮聚真空度75Pa左右，陽(yáng)離子切片二甘醇含量可穩(wěn)定在3.0%～3.5%。

4 結(jié)束語(yǔ)

在陽(yáng)離子切片生產(chǎn)中,除了原料對(duì)切片的DEG含量影響較大外，二酯化工藝、縮聚真空度也是重要的影響因素，需調(diào)整合適工藝以穩(wěn)定DEG含量，從而穩(wěn)定最終產(chǎn)品質(zhì)量。

[1]藍(lán)清華，吳文鶯.合成纖維生產(chǎn)工藝原理[M].北京：中國(guó)石化出版社，1991：101-105.

[2]孟繼承.聚酯生產(chǎn)中PTA使用性能的探討[A].聚酯和滌綸纖維專業(yè)委員會(huì)論文集[C].1999：28.□