酯化反應,是一類有機化學反應,是醇跟羧酸或含氧無機酸生成酯和水的反應。分為羧酸跟醇反應和無機含氧酸跟醇反應和無機強酸跟醇的反應三類。羧酸跟醇的酯化反應是可逆的,并且一般反應極緩慢,故常用濃硫酸作催化劑。多元羧酸跟醇反應,則可生成多種酯。無機強酸跟醇的反應,其速度一般較快。典型的酯化反應有乙醇和醋酸的反應,生成具有芳香氣味的乙酸乙酯,是制造染料和醫(yī)藥的原料。酯化反應廣泛的應用于有機合成等領域。
中文名稱 | 酯化反應 | 類別 | 化學反應 |
---|---|---|---|
適用范圍 | 化學學科 | 作用 | 有機物合成 |
反應速度 | 反應極緩慢 |
酯化反應反應機理
在酯化反應中,存在著一系列可逆的平衡反應步驟。步驟②是酯化反應的控制步驟,而步驟④是酯水解的控制步驟。這一反應是SN2反應,經過加成-消除過程。
采用同位素標記醇的辦法證實了酯化反應中所生成的水是來自于羧酸的羥基和醇的氫。但羧酸與叔醇的酯化則是醇發(fā)生了烷氧鍵斷裂,中間有碳正離子生成。
判定酯化反應中生成的水中氧原子來自羧基的另一個判據(jù)是有光活性的醇形成的酯仍然有光活性,因為若氧來自羥基,則羧基的氧進攻醇的不對稱碳時,會引起消旋,即生成的酯會外消旋失去光活性。
在酯化反應中,醇作為親核試劑對羧基的羰基進行親核攻擊,在質子酸存在時,羰基碳更為缺電子而有利于醇與它發(fā)生親核加成。如果沒有酸的存在,酸與醇的酯化反應很難進行。
對于反應活性:甲酸>直鏈羧酸>側鏈羧酸>芳香酸;
甲醇>伯醇>仲醇>叔醇>酚(以上機理進適用之仲醇,即2℃醇)。
乙醇和乙酸(俗名醋酸)進行酯化生成具有芳香氣味的乙酸乙酯,是制造染料和醫(yī)藥的原料。在某些菜肴烹調過程中,如果同時加醋和酒,也會進行部分酯化反應,生成芳香酯,使菜肴的味道更鮮美。如果要使反應達到工業(yè)要求,需要以硫酸作為催化劑,硫酸同時吸收反應過程生成的水,以使酯化反應更徹底。反應方程式如下:
乙酸的酯化反應制乙酸乙酯的方程式:CH3COOH+CH3CH2OH===CH3COOC2H5+H2O (可逆反應、加熱、濃硫酸催化劑)
甲醇和對苯二甲酸進行酯化反應,會生成對苯二甲酸二甲酯,而對苯二甲酸二甲酯與乙二醇發(fā)生酯交換反應,可以生成聚對苯二甲酸乙二酯,即滌綸、辛醇和對苯二甲酸可以合成增塑劑對苯二甲酸二辛酯。
醇類和無機酸也能進行酯化反應,例如甲醇和硫酸反應生成硫酸二甲酯,是一種甲基化試劑,可以為碳水化合物引入甲基。
兩種化合物形成酯(典型反應為酸與醇反應形成酯),這種反應叫酯化反應。
分兩種情況:羧酸跟醇反應和無機含氧酸跟醇反應。羧酸跟醇的反應過程一般是:羧酸分子中的羥基與醇分子中羥基的氫原子結合成水,其余部分互相結合成酯。這是曾用示蹤原子證實過的??谠E:酸脫羥基醇脫氫(酸脫氫氧醇脫氫、碳失羥基氧失氫)。
酯的讀法:R酸R1酯("R"是指R酸中的"R";"R1"是指R1醇中的"R1")
羧酸跟醇的酯化反應是可逆的,并且一般反應極緩慢,故常用濃硫酸作催化劑。多元羧酸跟醇反應,則可生成多種酯。
乙酸和乙醇在濃硫酸加熱的條件下反應生成乙酸乙酯和水
CH3COOH+C2H5OH<------>(可逆符號)CH3COOC2H5+H2O
乙二酸跟甲醇可生乙二酸氫甲酯或乙二酸二甲酯
HOOC-COOH+CH3OH<------>HOOC-COOCH3+H2O
【或HOOC-COOH+2CH3OH<------>CH3OOC-COOCH3+2H2O】
無機強酸跟醇的反應,其速度一般較快,如濃硫酸跟乙醇在常溫下即能反應生成硫酸氫乙酯。
C2H5OH+HOSO2OH<------>C2H5OSO2OH+H2O
硫酸氫乙酯
C2H5OH+C2H5OSO2OH→(可逆符號)(C2H5O)2SO2+H2O
硫酸二乙酯
多元醇跟無機含氧強酸反應,也生成酯。
一般來說,除了酸和醇直接發(fā)生酯化反應生成酯外,能反應(但不一定是酯化反應)生成酯的還有以下三類物質:
酰鹵和醇、酚、醇鈉發(fā)生反應;
酸酐和醇、酚、醇鈉發(fā)生反應;
烯酮和醇、酚、醇鈉發(fā)生反應; 若濃硫酸和乙醇發(fā)生反應怎么辦?
酯如果在堿性條件下會水解成相應的醇和有機酸鹽。如CH3CO-OCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH,酯在無機酸性條件下會水解成相應的酸和醇:CH3CO-OCH2CH3+H2O→(可逆符號)(條件是H+)CH3COOH+CH3CH2OH
基本簡介醇跟羧酸或含氧無機酸生成酯和水,這種反應叫酯化反應。 分兩種情況:羧酸跟醇反應和無機含氧酸跟醇反應。羧酸跟醇的反應過程一般是:羧酸分子中的羥基與醇分子中羥基的氫原子結合成水,其余部分互相結合成...
屬于取代反應。比如:CH3-CH2-OH + CH3-CO-O-H---->CH3-CO-O-CH2-CH3.乙酸的-0H被-0-C2H5取代。有機化合物分子中某一原子或基團被其他原子或原子團(...
對樓主所說的事實,酯化反應羧酸脫羥基醇脫氫是由于其它反應機理決定的,不是人想象怎樣,是以實驗事實為依據(jù)的結論。先是氫離子與羰基氧結合成CH3C(OH)OH(+),使得羰基碳原子帶正電荷,然后是醇羥基上...
屬于可逆反應,一般情況下反應進行不徹底,依照反應平衡原理,要提高酯的產量,需要用從產物分離出一種成分或使反應物其中一種成分過量的方法使反應正方向進行。酯化反應屬于單行雙向反應。
屬于取代反應。
酯化反應一般是可逆反應。傳統(tǒng)的酯化技術是用酸和醇在酸(常為濃硫酸)催化下加熱回流反應。這個反應也稱作費歇爾酯化反應。濃硫酸的作用是催化劑和吸水劑,它可以將羧酸的羰基質子化,增強羰基碳的親電性,使反應速率加快;也可以除去反應的副產物水,提高酯的產率。
如果原料為低級的羧酸和醇,可溶于水,反應后可以向反應液加入水(必要時加入飽和碳酸鈉溶液),并將反應液置于分液漏斗中作分液處理,收集難溶于水的上層酯層,從而純化反應生成的酯。碳酸鈉的作用是與羧酸反應生成羧酸鹽,增大羧酸的溶解度,并減少酯的溶解度。如果產物酯的沸點較低,也可以在反應中不斷將酯蒸出,使反應平衡右移,并冷凝收集揮發(fā)的酯。
但也有少數(shù)酯化反應中,酸或醇的羥基質子化,水離去,生成酰基正離子或碳正離子中間體,該中間體再與醇或酸反應生成酯。這些反應不遵循"酸出羥基醇出氫"的規(guī)則。
羧酸經過酰氯再與醇反應生成酯。酰氯的反應性比羧酸更強,因此這種方法是制取酯的常用方法,產率一般比直接酯化要高。對于反應性較弱的酰鹵和醇,可加入少量的堿,如氫氧化鈉或吡啶。 H3C-COCl + HO-CH2-CH3 → H3C-COO-CH2-CH3 + H-Cl 羧酸經過酸酐再與醇反應生成酯。 羧酸經過羧酸鹽再與鹵代烴反應生成酯。反應機理是羧酸根負離子對鹵代烴α-碳的親核取代反應。
氯化亞砜作用下酯化
基本方法是將酸溶于過量低級醇(一般是甲醇或乙醇)中,然后低溫下滴加氯化亞砜,該方法條件溫和,操作方便,反應時間短,產率高,特別適用于氨基酸的酯化,且由于該反應低級醇過量,一般不影響酸中的醇羥基。
此外,氯化亞砜與DMF組成的Vilsmeier-Haack型復合物可以用于具位阻醇的酯化。Kaul等采用該試劑活化羧基使各種伯醇包括具有位阻的醇和多元醇進行酯化,收率近定量。
Steglich酯化反應
羧酸與醇在DCC和少量DMAP的存在下酯化。這種方法尤其適用于三級醇的酯化反應。DCC是反應中的失水劑,DMAP則是常用的酯化反應催化劑。
2,4,6-三氯苯甲酰氯與羧酸底物作用生成混酐使羧酸活化,繼而與醇順利作用成酯。DMAP為酯化的催化劑。
格式:pdf
大?。?span id="7iwk9pa" class="single-tag-height">1.5MB
頁數(shù): 6頁
評分: 4.7
采用掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線光電子能譜(XPS)研究了模擬醋酸丁酯反應(CH3COOH、H2SO4、H3PMo12O40,105℃)條件下316不銹鋼(316SS)的表面形貌和元素組成。結果表明,磷鉬酸經物理吸附在不銹鋼表面形成保護層,并發(fā)生氧化還原反應,生成的水合物、氧化物、難溶鹽類沉積在不銹鋼表面,形成致密的鈍化膜,從而抑制316SS的局部腐蝕,阻止點蝕的擴散和蔓延,PMo12O430-、MoO42-和CrO42-使鈍化膜表層具有陽離子選擇性,能阻擋SO24-通過該膜到達金屬表面,膜內層結晶態(tài)氧化物具有陰離子選擇性,阻止基體金屬離子穿過鈍化膜而溶解,從而抑制局部腐蝕的進一步擴展。
格式:pdf
大?。?span id="vvgfn2y" class="single-tag-height">1.5MB
頁數(shù): 3頁
評分: 4.4
以水溶性丙烯酸改性樹脂為主要連結料,氨基樹脂為固化劑,添加催化劑有機鈦復配成彩晶玻璃用的熱固型清漆。通過DSC測試,研究了有機鈦用量對酯化固化反應的影響。結果表明,有機鈦酯化催化劑對水溶性熱固型清漆有固化催化作用,當鈦酸四丁酯質量分數(shù)為3%時,能有效提高固化速度。
實施例1
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇和山梨醇按照摩爾比99.5:0.5配置成混合多元醇;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.02:1添加對苯二甲酸;將所述混合多元醇與所述二元酸加入酯化反應釜進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.01兆帕,反應的溫度為230攝氏度,反應的時間為4小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的95%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充乙二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.1兆帕,反應的溫度為240攝氏度,反應的時間為2小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的10.5%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在280攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)2小時,制備得到多羥基聚酯;如附圖所示采用美國Nicolet公司研制的NEXUS-670型號的傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖可以看出,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰;2967厘米-1處的雙峰代表聚酯中C-H的振動吸收峰;在1716厘米-1處的強吸收峰應為羰基(C=O)伸縮振動引起的;1400-1600厘米-1處的弱峰,為苯環(huán)的特征吸收帶譜;在1246厘米-1和1100厘米-1處的2個強而較寬的吸收峰,是酯中的C-O-C鍵的不對稱伸縮振動引起的;1018厘米-1和872厘米-1處的峰,分別對應1,4-取代苯環(huán)上C-H面內變形振動和面外變形振動;在725厘米-1處的窄而強的吸收峰,是芳環(huán)中的C-H彎曲振動引起的。制備得到的共聚酯具有目標產物的特征峰。
(4)最后將所述制備的多羥基聚酯熔融紡絲成型制備得到多羥基聚酯纖維;紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為1500米/分鐘,拉伸溫度為80攝氏度,預拉伸倍率為1.02,一道拉伸倍率為2.80,二道拉伸倍率為1.05,制得多羥基聚酯短纖維,短纖維的纖度為0.3分特克斯,長度為38毫米。纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.0%,吸水率250%,纖維的電阻為109歐·厘米。
實施例2
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將丙二醇和季戊四醇按照摩爾比98:2配置成混合多元醇;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.02:1添加對苯二甲酸;將所述混合多元醇與所述二元酸加入酯化反應釜進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.01兆帕,反應的溫度為230攝氏度,反應的時間為4小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的90%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丙二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.1兆帕,反應的溫度為240攝氏度,反應的時間為1小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丙二醇為為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的10.5%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在270攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)2小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其紡絲工藝為:紡絲溫度為290攝氏度,紡絲速度為1500米/分鐘,拉伸溫度為80攝氏度,預拉伸倍率為1.02,一道拉伸倍率為2.80,二道拉伸倍率為1.05,制得多羥基聚酯短纖維,短纖維的纖度為0.3分特克斯,長度為38毫米。纖維的表面接觸角為50°,回潮率2.2%,吸水率260%,纖維的電阻為109歐·厘米。
實施例3
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將丁二醇和木糖醇按照摩爾比99:1配置成混合多元醇;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比90:10進行混合;將所述混合多元醇與所述二元酸加入酯化反應釜進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為260攝氏度,反應的時間為2小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的90%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丁二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為270攝氏度,反應的時間為1小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丁二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在265攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)2小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯經中空噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其紡絲工藝為:紡絲溫度為270攝氏度,紡絲速度為800米/分鐘,拉伸溫度為60攝氏度,預拉伸倍率為1.10,一道拉伸倍率為2.80,二道拉伸倍率為1.15,制得多羥基聚酯短纖維,短纖維的纖度為5分特克斯,長度為38毫米。纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.5%,吸水率260%,纖維的電阻為109歐·厘米。
實施例4
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、戊二醇和木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇與戊二醇的摩爾比為90:10,乙二醇和戊二醇與木糖醇按照摩爾比98:2配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比90:10進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;并且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到200攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,并加入對苯二甲酸質量100百萬分比濃度的鈦酸四丁酯、對苯二甲酸質量0.001%的磷酸三甲酯和對苯二甲酸質量0.001%的抗氧化劑1010,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.05兆帕,反應的溫度為245攝氏度,反應的時間為3小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的95%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充乙二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為0.5小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在280攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)4小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯經中空噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為800米/分鐘,拉伸溫度為80攝氏度,預拉伸倍率為1.10,一道拉伸倍率為2.80,二道拉伸倍率為1.15,制得多羥基聚酯短纖維,短纖維的纖度為5分特克斯,長度為51毫米。纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.5%,吸水率260%,纖維的電阻為109歐·厘米。
實施例5
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丙二醇和山梨醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇與丙二醇的摩爾比為90:10,乙二醇和丙二醇與山梨醇按照摩爾比99.5:0.5配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.05:1添加對苯二甲酸;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;并且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到200攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,并加入對苯二甲酸質量100百萬分比濃度的乙二醇鈦、對苯二甲酸質量0.005%的烷基磷酸二酯和對苯二甲酸質量0.005%的抗氧化劑168,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.01兆帕,反應的溫度為245攝氏度,反應的時間為3小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的95%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充乙二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為255攝氏度,反應的時間為0.5小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在275攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)4小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯經Y型噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其POY紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為2000米/分鐘,拉伸溫度為80攝氏度,總拉伸倍率為5。纖維的表面接觸角為48°,回潮率2.2%,吸水率260%,纖維的電阻為109歐·厘米。
實施例6
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將丙二醇、丁二醇和木糖醇、季戊四醇混合成混合多元醇,其中,丙二醇與丁二醇的摩爾比為90:10,二元醇與山梨醇、季戊四醇按照摩爾比99:0.5:0.5配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.05:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比95:5進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;并且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到200攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,并加入對苯二甲酸質量250百萬分比濃度的乙二醇鈦與250百萬分比濃度鈦酸四丁酯、對苯二甲酸質量0.02%的三(壬苯基)亞磷酸酯和對苯二甲酸質量0.02%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.1兆帕,反應的溫度為240攝氏度,反應的時間為3小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的92%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丙二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為0.5小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在270攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)2小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯經扁平噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其POY紡絲工藝為:紡絲溫度為290攝氏度,紡絲速度為2000米/分鐘,拉伸溫度為80攝氏度,總拉伸倍率為5。
進一步地,POY經過8小時平衡后,分別經第一羅拉,第Ⅰ熱箱,冷卻板,PU盤式假捻器,第二羅拉,網(wǎng)絡噴嘴,第Ⅱ熱箱,第三羅拉,油輪,最后經過卷繞羅拉卷繞成型,可制成多羥基聚酯DTY。
其中第一羅拉的線速度200米/分鐘,第二羅拉的線速度600米/分鐘,第三羅拉的線速度600米/分鐘,卷繞羅拉的線速度400米/分鐘,牽伸比1.1,PU盤式假捻D/Y比為1.2。
纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.2%,吸水率260%,纖維的電阻為109歐·厘米。
實施例7
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丁二醇和木糖醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇與丁二醇的摩爾比為95:5,二元醇和山梨醇醇與木糖醇按照摩爾比99:0.7:0.3配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比95:5進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;并且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,并加入對苯二甲酸質量500百萬分比濃度的三氧化二銻、對苯二甲酸質量0.0005%的磷酸三甲酯和0.0005%烷基磷酸二酯、對苯二甲酸質量0.0005%的抗氧化劑1010與0.0005%抗氧化劑168進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.02兆帕,反應的溫度為245攝氏度,反應的時間為4小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的92%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充乙二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.3兆帕,反應的溫度為255攝氏度,反應的時間為2小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在275攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)2小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯經Y型噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其POY紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為3000米/分鐘,拉伸溫度為80攝氏度,總拉伸倍率為1.5。
進一步地,POY經過8小時平衡后,分別經第一羅拉,第Ⅰ熱箱,冷卻板,PU盤式假捻器,第二羅拉,網(wǎng)絡噴嘴,第Ⅱ熱箱,第三羅拉,油輪,最后經過卷繞羅拉卷繞成型,可制成多羥基聚酯DTY。
其中第一羅拉的線速度600米/分鐘,第二羅拉的線速度5000米/分鐘,第三羅拉的線速度300米/分鐘,卷繞羅拉的線速度400米/分鐘,牽伸比1.8,PU盤式假捻D/Y比為2.5。
纖維的表面接觸角為50°,回潮率2.0%,吸水率250%,纖維的電阻為109歐·厘米。
實施例8
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丙二醇、丁二醇和山梨醇、季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇與丁二醇的摩爾比為90:5:5,二元醇和山梨醇、季戊四醇、木糖醇按照摩爾比98:0.6:0.6:0.8配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.02:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比95:5進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;并且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,并加入對苯二甲酸質量200百萬分比濃度的醋酸銻、對苯二甲酸質量0.01%的磷酸三甲酯和0.01%的三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.01%的抗氧化劑1010與0.01%的抗氧化劑616進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.3兆帕,反應的溫度為240攝氏度,反應的時間為4小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的93%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丁二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為1小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在275攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)3小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯經十字噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其POY紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為2500米/分鐘,拉伸溫度為75攝氏度,總拉伸倍率為4.5。
進一步地,POY經過8小時平衡后,分別經第一羅拉,第Ⅰ熱箱,冷卻板,PU盤式假捻器,第二羅拉,網(wǎng)絡噴嘴,第Ⅱ熱箱,第三羅拉,油輪,最后經過卷繞羅拉卷繞成型,可制成多羥基聚酯DTY。
其中第一羅拉的線速度400米/分鐘,第二羅拉的線速度500米/分鐘,第三羅拉的線速度500米/分鐘,卷繞羅拉的線速度600米/分鐘,牽伸比1.2,PU盤式假捻D/Y比為1.6。
纖維的表面接觸角為50°,回潮率2.5%,吸水率250%,纖維的電阻為109歐·厘米。
實施例9
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將丙二醇、丁二醇和季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,丙二醇與丁二醇的摩爾比為95:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩爾比99.5:03.:0.2配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比92:8進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;并且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,并加入對苯二甲酸質量200百萬分比濃度的乙二醇銻、對苯二甲酸質量0.0005%烷基磷酸二酯和0.0005%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.0005%的抗氧化劑168與0.0005%抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.05兆帕,反應的溫度為240攝氏度,反應的時間為4小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的94%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丁二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為270攝氏度,反應的時間為1小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在270攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)3小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯經十字噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,F(xiàn)DY紡絲工藝為:紡絲溫度為270攝氏度,紡絲速度為3500米/分鐘,熱輥GR1的速度為1500米/分鐘,溫度為80攝氏度,熱輥GR2的速度為4280米/分鐘,溫度為115攝氏度,制得多羥基聚酯FDY長絲。
纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.5%,吸水率260%,纖維的電阻為109歐·厘米。
實施例10
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將丙二醇、丁二醇和季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,丙二醇與丁二醇的摩爾比為95:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩爾比98.5:0.9:0.6配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.05:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比92:8進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;并且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,并加入對苯二甲酸質量100百萬分比濃度的三氧化二銻與100百萬分比濃度的醋酸銻、對苯二甲酸質量0.0005%烷基磷酸二酯和0.0005%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.001%的抗氧化劑1010、0.001%的抗氧化劑168與0.001%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.3兆帕,反應的溫度為255攝氏度,反應的時間為3小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的91%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丁二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.4兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為1小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在270攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)2小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯經Y型噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,F(xiàn)DY紡絲工藝為:紡絲溫度為290攝氏度,紡絲速度為4200米/分鐘,熱輥GR1的速度為1100米/分鐘,溫度為110攝氏度,熱輥GR2的速度為4280米/分鐘,溫度為135攝氏度,制得多羥基聚酯FDY長絲。
纖維的表面接觸角為48°,回潮率2.2%,吸水率260%,纖維的電阻為109歐·厘米。
實施例11
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將丙二醇、丁二醇、戊二醇和季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,丙二醇、丁二醇與戊二醇的摩爾比為90:5:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩爾比98.5:0.9:0.6配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比94:6進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;并且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,并加入對苯二甲酸質量150百萬分比濃度的三氧化二銻與150百萬分比濃度的鈦酸四丁酯、對苯二甲酸質量0.002%磷酸三甲酯、0.002%烷基磷酸二酯和0.002%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.002%的抗氧化劑1010、0.002%的抗氧化劑168與0.002%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.05兆帕,反應的溫度為245攝氏度,反應的時間為3小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的94%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丙二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.4兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為1.5小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在265攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)3小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯經“8”字型噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,F(xiàn)DY紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為3500米/分鐘,熱輥GR1的速度為1500米/分鐘,溫度為110攝氏度,熱輥GR2的速度為3550米/分鐘,溫度為135攝氏度,制得多羥基聚酯FDY長絲。
纖維的表面接觸角為50°,回潮率2.0%,吸水率250%,纖維的電阻為109歐·厘米。
實施例12
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇和季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇、丙二醇與丁二醇的摩爾比為85:5:5:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩爾比98.5:0.9:0.6配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.05:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比94:6進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;并且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,并加入對苯二甲酸質量250百萬分比濃度的醋酸銻與250百萬分比濃度的乙二醇鈦、對苯二甲酸質量0.004%磷酸三甲酯、0.004%烷基磷酸二酯和0.004%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.004%的抗氧化劑1010、0.004%的抗氧化劑168與0.004%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.3兆帕,反應的溫度為255攝氏度,反應的時間為2小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的92%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丙二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為270攝氏度,反應的時間為1.5小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在275攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)2小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯經“8”字型噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,F(xiàn)DY紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為4000米/分鐘,熱輥GR1的速度為1200米/分鐘,溫度為100攝氏度,熱輥GR2的速度為4000米/分鐘,溫度為120攝氏度,制得多羥基聚酯FDY長絲。
纖維的表面接觸角為50°,回潮率2.2%,吸水率250%,纖維的電阻為109歐·厘米。
實施例13
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇和山梨醇、季戊四醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇按照摩爾比85:5:5:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩爾比99:0.6:0.4配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比93:7進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;并且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,并加入對苯二甲酸質量100百萬分比濃度的醋酸銻、100百萬分比濃度的三氧化二銻與100百萬分比濃度的鈦酸四丁酯、對苯二甲酸質量0.005%磷酸三甲酯、0.005%烷基磷酸二酯和0.005%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.005%的抗氧化劑1010、0.005%的抗氧化劑168與0.005%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.3兆帕,反應的溫度為255攝氏度,反應的時間為2小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的92%,完成第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.25兆帕,反應的溫度為255攝氏度,反應的時間為2小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的95%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充乙二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.45兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為2小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在275攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)3小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯經扁平噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,F(xiàn)DY紡絲工藝為:紡絲溫度為295攝氏度,紡絲速度為4000米/分鐘,熱輥GR1的速度為1200米/分鐘,溫度為100攝氏度,熱輥GR2的速度為4200米/分鐘,溫度為125攝氏度,制得多羥基聚酯FDY長絲。
纖維的表面接觸角為50°,回潮率2.0%,吸水率250%,纖維的電阻為109歐·厘米。
實施例14
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇和山梨醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇按照摩爾比85:5:5:5,二元醇和木糖醇、木糖醇按照摩爾比99:0.6:0.4配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.05:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比91:9進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;并且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,并加入對苯二甲酸質量100百萬分比濃度的醋酸銻、100百萬分比濃度的三氧化二銻、100百萬分比濃度的乙二醇鈦與100百萬分比濃度的鈦酸四丁酯、對苯二甲酸質量0.005%的磷酸三甲酯、0.005%烷基磷酸二酯和0.005%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.006%的抗氧化劑1010、0.006%的抗氧化劑168與0.006%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.01兆帕,反應的溫度為240攝氏度,反應的時間為4小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的92%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丙二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為2小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在270攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)3小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯經十字噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其POY紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為2500米/分鐘,拉伸溫度為70攝氏度,總拉伸倍率為4.5。
纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.2%,吸水率260%,纖維的電阻為108歐·厘米。
實施例15
《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇和山梨醇、季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇按照摩爾比85:5:5:5,二元醇和山梨醇、季戊四醇、木糖醇按照摩爾比99:0.6:0.2:0.2配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比94:6進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;并且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,并加入對苯二甲酸質量100百萬分比濃度的醋酸銻、100百萬分比濃度的三氧化二銻、100百萬分比濃度的乙二醇銻100百萬分比濃度的乙二醇鈦與100百萬分比濃度的鈦酸四丁酯、對苯二甲酸質量0.005%的磷酸三甲酯、0.005%烷基磷酸二酯和0.005%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.01%的抗氧化劑1010、0.01%的抗氧化劑168與0.01%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.1兆帕,反應的溫度為245攝氏度,反應的時間為3小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的90%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充乙二醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為2小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數(shù)的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在275攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)3小時,制備得到多羥基聚酯;對所制備的多羥基聚酯利用傅里葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米-1進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米-1為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最后將制備的多羥基聚酯經Y型噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為800米/分鐘,拉伸溫度為75攝氏度,預拉伸倍率為1.10,一道拉伸倍率為3.20,二道拉伸倍率為1.15,制得多羥基聚酯短纖維,短纖維的纖度為1.0分特克斯,長度為38毫米。
纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.2%,吸水率260%,纖維的電阻為108歐·厘米。
硝酸化學性質
硝酸可以與醇發(fā)生酯化反應生成對應的硝酸酯,在機理上,硝酸參與的酯化反應過去被認為生成了碳正離子中間體,但許多文獻將機理描述為費歇爾酯化 反應(Fischer esterification),即"酸脫羥基醇脫氫"與羧酸的酯化機理相同。
硝酸作為氮的最高價(+5)水化物,具有很強的酸性,一般情況下認為硝酸的水溶液是完全電離的。硝酸可以與醇發(fā)生酯化反應,如硝化甘油的制備。(實際上我們會使用濃硫酸,產生大量NO2),成本較低而且較容易處理,與其他更強的脫水劑,例如P4O10,也可以產生大量的硝酰陽離子,這是硝化反應能進行的本質。
硝酸的酯化反應被用來生產硝化纖維,方程式見下:
3nHNO3+ [C6H7O2(OH)3]n--→ [C6H7O2(O-NO2)3]n+ 3nH2O
硝化甘油的制作,方程式見下:
濃硝酸或發(fā)煙硝酸與脫水劑(濃硫酸、五氧化二磷)混合可作為硝化試劑對一些化合物引發(fā)硝化反應,硝化反應屬于親電取代反應(electrophilic substitution),反應中的親電試劑為硝鎓離子,脫水劑有利于硝鎓離子的產生。
最為常見的硝化反應是苯的硝化:Ph-H + HO-NO2 --→ Ph-NO2 + H2O
硝酸分子中氮元素為最高價態(tài)(+5)因此硝酸具有強氧化性,其還原產物因硝酸濃度的不同而有變化,從總體上說,硝酸濃度越高,平均每分子硝酸得到的電子數(shù)越少,濃硝酸的還原產物主要為二氧化氮,稀硝酸主要為一氧化氮,更稀的硝酸可以被還原為一氧化二氮、氮氣、硝酸銨等,需要指出,上述只是優(yōu)勢產物,實際上隨著反應的進行,硝酸濃度逐漸降低,所有還原產物都可能出現(xiàn)。
硝酸有關電勢圖見下(標況 E/V)
HNO3-0.798.9→NO2-1.08→HNO2-1.04→NO-1.582→N2O-1.77→N2-0.27→NH4
HNO3-0.97→NO
HNO3-1.25→N2O
HNO3-0.88→N2
濃硝酸:
Zn+ 4HNO3====Zn(NO3)2+ 2NO2↑+ 2H2O
P+ 5HNO3==== H3PO4+ 5NO2↑+ H2O
稀硝酸:
3Zn+ 8HNO3==== 3Zn(NO3)2+ 2NO↑+ 4H2O
3P+5HNO3+2H2O====3H3PO4+5NO↑
很稀硝酸:
4Zn+10HNO3====4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O
極稀硝酸:
4Zn+10HNO3====4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
PS:純硝酸可以發(fā)生自偶電離:2HNO3<==>H2O+NO2+NO3
1.《一種多羥基聚酯纖維的制備方法》特征是:依次包括第一酯化反應、第二酯化反應和縮聚反應,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將二元醇和多羥基醇按照摩爾比98~99.5:0.5~2配置成混合多元醇;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.02~1.10:1添加二元酸;將所述混合多元醇與所述二元酸加入酯化反應釜進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.01~0.5兆帕,反應的溫度為230~260攝氏度,反應的時間為2~4小時;當?shù)谝货セ磻鏊窟_到理論出水量的90~95%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充二元醇后進行第二酯化反應,反應的壓力為0.1~0.5兆帕,反應的溫度為240~270攝氏度,反應的時間為0.5~2小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充二元醇的物質量為第一酯化添加多元醇羥基總摩爾數(shù)的10.5%~16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇羥基與羧酸官能團的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最后將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應制得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在260~280攝氏度;所述縮聚反應持續(xù)2~4小時,制備得到多羥基聚酯;
(4)將所述多羥基聚酯經熔融紡絲成型制備得到多羥基聚酯纖維;所述二元醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇或戊二醇中的一種以上;所述多羥基醇為山梨醇、季戊四醇或木糖醇中的一種以上。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種多羥基聚酯纖維的制備方法,其特征在于,所述二元酸為對苯二甲酸或對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比9~9.5:1~0.5的混合物。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種多羥基聚酯纖維的制備方法,其特征在于,所述的步驟(1)中:在第一酯化反應開始之前,先將所述混合多元醇和二元酸在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;并且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到200攝氏度~230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種多羥基聚酯纖維的制備方法,其特征在于,所述的步驟(1)中:在第一酯化反應開始之前,還加入催化劑、熱穩(wěn)定劑和抗氧化劑;所述催化劑的加入量為100~500百萬分比濃度,基數(shù)為所述二元酸的質量;所述熱穩(wěn)定劑的加入量為二元酸質量的0.001~0.02%;所述抗氧化劑的加入量為二元酸質量的0.001~0.03%。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種多羥基聚酯纖維的制備方法,其特征在于,所述催化劑為鈦系催化劑和/或銻系催化劑;所述鈦系催化劑為鈦酸四丁酯和/或乙二醇鈦;所述銻系催化劑為三氧化二銻、醋酸銻或乙二醇銻中的一種以上。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種多羥基聚酯纖維的制備方法,其特征在于,所述熱穩(wěn)定劑為磷酸三甲酯、烷基磷酸二酯或三(壬苯基)亞磷酸酯的其中之一或其混合物。
7.根據(jù)權利要求4所述的一種多羥基聚酯纖維的制備方法,其特征在于,所述抗氧化劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑168或抗氧化劑616其中之一或其混合物。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種多羥基聚酯纖維的制備方法,其特征在于,所述多羥基聚酯纖維為POY、FDY、DTY或短纖維,其紡絲工藝分別為:
將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其短纖維紡絲工藝為:紡絲溫度為270~300攝氏度,紡絲速度為800~1500米/分鐘,拉伸溫度為60~80攝氏度,預拉伸倍率為1.02~1.10,一道拉伸倍率為2.80~3.20,二道拉伸倍率為1.05~1.15,然后經切斷,制得多羥基聚酯短纖維,短纖維的纖度為0.3~5分特克斯,長度為38毫米或51毫米;所述多羥基聚酯短纖維的斷裂強度≥2.5厘牛/分特克斯,纖維斷裂伸長率20~30%,纖維的表面接觸角為45~50°,回潮率≥2.0%,吸水率≥250%,纖維的電阻為109歐·厘米;
將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其POY紡絲工藝為:紡絲溫度為270~300攝氏度,紡絲速度為2000~3000米/分鐘,拉伸溫度為60~80攝氏度,總拉伸倍率為1.5~5;所述多羥基聚酯POY的斷裂強度≥2.0厘牛/分特克斯,纖維斷裂伸長率≥100%,纖維的表面接觸角為45~50°,回潮率≥2.0%,吸水率≥250%,纖維的電阻為109歐·厘米;
進一步地,POY經過8小時平衡后,分別經第一羅拉,第Ⅰ熱箱,冷卻板,PU盤式假捻器,第二羅拉,網(wǎng)絡噴嘴,第Ⅱ熱箱,第三羅拉,油輪,最后經過卷繞羅拉卷繞成型,制成多羥基聚酯DTY;其中第一羅拉的線速度200~600米/分鐘,第二羅拉的線速度500~600米/分鐘,第三羅拉的線速度300~600米/分鐘,卷繞羅拉的線速度400~700米/分鐘,牽伸比1.1~1.8,PU盤式假捻D/Y比為1.2~2.5;所述多羥基聚酯DTY的斷裂強度≥3.0厘牛/分特克斯,纖維斷裂伸長率15~20%,纖維的表面接觸角為45~50°,回潮率≥2.5%,吸水率≥250%,纖維的電阻為108歐·厘米;
將步驟(3)制備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,F(xiàn)DY紡絲工藝為:紡絲速度為3500~4200米/分鐘,熱輥GR1的速度為1100~1500米/分鐘,溫度為80~110攝氏度,熱輥GR2的速度為3550~4280米/分鐘,溫度為115~135攝氏度,制得多羥基聚酯FDY長絲;所述多羥基聚酯FDY的斷裂強度≥3.5厘牛/分特克斯,纖維斷裂伸長率20~25%,纖維的表面接觸角為45~50°,回潮率≥2.0%,吸水率≥250%,纖維的電阻為109歐·厘米;
9.根據(jù)權利要求1所述的一種多羥基聚酯纖維的制備方法,其特征在于,所述熔融紡絲成型采用圓形噴絲板或異形噴絲板,所述異形噴絲板為三葉形噴絲板、扁平型噴絲板、中空型噴絲板、十字型噴絲板、Y型噴絲板或“8”字型噴絲板中一種。