Mae terephthalate polybutylene (PBT) yn -polyester thermoplastig perfformiad uchel a ddefnyddir yn eang mewn sectorau fel electroneg, offer trydanol, gweithgynhyrchu modurol, a pheiriannau. Manylir ar y broses gynhyrchu ar gyfer tereffthalad polybutylen isod.
Paratoi Deunydd Crai
Y prif ddeunyddiau crai ar gyfer cynhyrchu terephthalate polybutylen yw asid terephthalic (PTA) a 1,4-butanediol (BDO). Mae PTA yn solid neu'n bowdr crisialog gwyn sydd angen purdeb uchel - fel arfer yn fwy na 99%. Mae BDO yn hylif gludiog di-liw; rhaid sicrhau hefyd ei ansawdd a'i burdeb i hwyluso'r adwaith dilynol. Cyn i'r cynhyrchiad ddechrau, mae deunyddiau crai yn cael eu profi ansawdd yn drylwyr a'u rhag-drin i gael gwared ar amhureddau a lleithder.
Proses Cynhyrchu Esterification Uniongyrchol
1. Adwaith Esterification
Mae PTA a BDO yn cael eu gwefru i mewn i adweithydd esterification ar gymhareb molar benodol (yn nodweddiadol yn amrywio o 1:1.1 i 1:1.5). Y tu mewn i'r adweithydd, mae PTA a BDO yn cael eu esteru ym mhresenoldeb catalydd i gynhyrchu tereffthalad bis(4{{{{}}hydroxybutyl) (BHBT) a dŵr. Mae catalyddion cyffredin yn cynnwys mathau sy'n seiliedig ar ditaniwm ac antimoni; mae catalyddion sy'n seiliedig ar ditaniwm yn cael eu ffafrio oherwydd eu gweithgaredd uchel a'u cyfraddau adwaith cyflym. Yn gyffredinol, cynhelir tymheredd yr adwaith rhwng 220 gradd a 250 gradd, gyda'r pwysau'n cael ei gadw ar lefelau atmosfferig neu ychydig yn bositif. Trwy gydol yr adwaith, mae'r dŵr a gynhyrchir yn cael ei ddistyllu'n barhaus i yrru'r adwaith ymlaen.
2. Adwaith Polycondwysedd
Mae'r BHBT a geir o'r cam esterification yn cael ei drosglwyddo i adweithydd polycondwysedd. O dan amodau tymheredd uchel (240-260 gradd) a gwactod uchel (o dan 100 Pa), mae'r BHBT yn cael polycondensation i ffurfio terephthalate polybutylen a 1,4-butanediol. Wrth i'r adwaith fynd rhagddo, mae pwysau moleciwlaidd y polymer yn cynyddu'n raddol. Yn nodweddiadol, ychwanegir symiau bach o sefydlogwyr a gwrthocsidyddion i wella cyflymder adwaith ac ansawdd polymer. Mae'r adwaith polycondensation yn gofyn am gyfnod cymharol hir, yn gyffredinol yn amrywio o 2 i 4 awr.
3. Postio-brosesu
Ar ôl cwblhau'r adwaith polycondwysedd, mae'r toddi polymer yn cael ei allwthio o'r adweithydd ac yn mynd trwy gamau ôl-brosesu megis oeri a pheledu i gynhyrchu pelenni terephthalate polybutylen (PBT). Fel arfer cyflawnir oeri trwy ddŵr neu aer i galedu'r toddi polymer yn gyflym. Mae pelletizer yn torri'r llinynnau polymer wedi'u hoeri yn belenni unffurf, gan hwyluso storio a chludo.
Proses Gynhyrchu Transesterification
1. Adwaith Transesterification
Mae'r broses drawsesterification yn defnyddio terephthalate dimethyl (DMT) a 1,4-butanediol fel deunyddiau crai. Mae DMT a 1,4-butanediol yn cael eu gwefru i'r adweithydd transesterification mewn cyfrannau penodol, lle mae'r adwaith yn mynd rhagddo ym mhresenoldeb catalydd (fel asetad). Yn gyffredinol, cynhelir tymheredd yr adwaith rhwng 180 gradd a 220 gradd; mae methanol yn cael ei gynhyrchu fel sgil-gynnyrch. Mae distylliad parhaus o'r methanol yn gyrru'r adwaith tuag at ffurfio terephthalate bis(4-hydroxybutyl).
2. Aml-dwysedd a phrosesu Post
Mae'r camau polycondwysedd a phrosesu post dilynol ar gyfer y terephthalate bis(4{{{{}}hydroxybutyl) a geir trwy drawsesteru yr un fath yn eu hanfod â'r rhai yn y broses esteriad uniongyrchol. Mae polycondwysedd yn cael ei wneud o dan amodau tymheredd uchel a gwactod uchel, ac yna oeri a pheledu i gael y cynnyrch terfynol.
Cymharu'r Ddwy Broses Gynhyrchu
Mae'r broses esterification uniongyrchol yn cynnig manteision costau deunydd crai cymharol isel (gan ddefnyddio asid terephthalic), llai o gamau adwaith, ac effeithlonrwydd cynhyrchu uchel. Fodd bynnag, mae'n gofyn am burdeb deunydd crai uchel ac mae'n cynnwys amodau adwaith trylwyr. Mae'r broses transesterification yn elwa o amodau adwaith cymharol ysgafn a gofynion purdeb deunydd crai is. I'r gwrthwyneb, mae'n dibynnu ar y DMT drutach ac yn cynhyrchu methanol fel sgil-gynnyrch, gan olygu bod angen adferiad a thriniaeth.