低成本阳离子可染聚酯的合成与工业放大.研究

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1、对于2．0万吨／年左右规模的小聚酯装置的生存提出了挑战，众多小聚酪厂根据装置转换品种快的优点，纷纷在差别化、功能化、多品种方面拓展自己的生存空间。正因为如此，国内聚酯差别化、功能化、多品种等研究工作进展迅速，如近年来抗静电PET、CDP、ECDP、拉膜料、阻燃PET、抗紫外PET、抗菌PET、水性聚酯、PBT、PTT、PEN、PETV及PETG、聚酯弹性体等品种不断开发出来并投放市场，创造了良好的经济效益和社会效益。近年来国内主要以阳离子可染聚酯纤维(以下简写为CDP)、阳离子易染聚酯纤维(以下简写为EC

2、DP)为差别化主导品种，1996年售价达19000元／吨，三单体售价200000元／吨，吨产品利益达10000元／吨以上。目前国际聚酯差别化率以10—15％的发展速度增加，我国远没有达到国际平均水平，如果国内差别率为世界水平15％，按聚酯(以下简写为PET)总能力450万吨／年折算，国内差别化品种总量为65万吨／年，目前国内只有不到20万吨，远没有达到国际水平”⋯3。改善聚酯染色性能的方法主要有二种，一种是添加阳离子三单体(以下简写为SIPM)改性，其染色性能是高温易染或称高温沸染，简称CDP，～种是添加

3、SIPS!外，同时添加第四单体进行改性，其染色性能是低温可染，简称ECDP，后者的优点是染色成本更低，但是因为国内大多染整厂原来的染整设备是高温沸染，因此CDP的产量远大于ECDP。近几年国内聚酯差别化的主要品种是CDP、ECDP，它具有染色性能优良、色泽艳丽多彩、染色成本低以及高额附加值等优点，其中CDP纤维首先由美国杜邦公司1958年研制成功，并于1962年实现商品化，品名为达克纶(Dacron)，由于其优异的染色性能和低廉的染色成本，使它成为聚酯纤维新品种的主要代表。我国80年代开始研究，90年代工

4、业化，以后众多小聚酯厂竞相开发成功并实现工业化，例如扬州惠通、湖北双峰、吴江聚酯厂、扬州有机化工厂、超同聚酯等，其需要的原料SIPM以前全部靠进口，主要从日本、美国、英国等三个国家，价格最高达20万元／吨，针对国内ECDP、CI?P发展迅速与SIPM空白的供需矛盾和降低产品成本，国内众多院所竟相研究，自1995—2000年间，超同聚酯公司、扬州有机化工厂、吴江聚酯厂等先后开发成功，规模为100吨／年，到2000年SIPM的供求矛盾得到了缓和，其价位也基本趋于稳定，在40000—80000元／吨之间。此技术

5、的开发填补了国内空白，节省了大量的外汇。巴陵石化有限责任公司化纤厂拥有一套2．0万吨／年规模的小聚酯装置，根据市场需求趋势及聚酯竞争的要求，成功地开发了CDP切片、抗燃切片、PBT等新品种．其中CDP年产量达3000吨，为缓解SIPM的供求矛盾和降低成本，1996年与大连合成纤维研究所合作成功地丌发了SIPM工业化工艺技术，通过聚合、纺丝、织布、染色等综合评价，产品性能稳定可靠，并得到了更为优化的工业化工艺条件，各项经济技术指标超过了原来的设计值，使CDP切片的成本得到一定的降低，产品的市场竞争力得到提高

6、；为了更进一步降低产品成本和提高CDP的市场竞争力，国内第一次研究用中纯度PTA(以下简写为MTA)合成CDP切片，获得成功，其聚合过程稳定，纺丝状况及各项性能指标与用正品PTA没有差别，每吨产品的成本比用正品PTA降低近1000元／吨，大大提高了装置的经济效益和装置的市场竞争力，成功地探索出了一条小聚酯求生存、降成本的路子。1．2slPl^和cDP切片的结构式及物理化学性质1．2．1阳离子三单体阳离子三单体或三单体(简写为SIP^I)，化学名为5一磺酸钠间苯二甲酸二甲酯，结构式：cH300c—1：l喜厂

7、coocH3S03Na分子量为296．2SIPM为白色粉状晶体，味苦，在空气中能吸潮，溶于乙二酯和热水中，难溶于甲醇，遇碱易发生水解，主要用作涤纶染色改性剂。“”反应式如下所示：叫30∞1窜rc0。删3+2m—一帕∞1矿∞帆一如HS03Na1．2．2cDP切片：阳离子可染改性聚酯切片，简写成CDP，它具有普通聚酯的较好的耐热、耐酸、防虫、绝缘、防霉等优点，其结构式如下所示：H。cH2cH2。一(一。c—短hoocH2cH2—卜1nI一卜oc—@厂c。。cH：cHz。1n广HSOsNa因其分子链中含有与阳离

8、子染色基团亲和的磺酸基团，磺酸根与阳离子染料带正电的染色基团形成牢固的离子键，其染色性能得到大大改善，但由于SIP～I的嵌入，破坏了聚酯的规整性，其结晶能力下降，增加了纤维的吸湿能力，使纤维具有一定的抗静电和抗起球性。“4”11．3本研究课题的目的、意义及主要内容：本课题的目的及意义：随着聚酯行业的高速发展和行业竞争的加剧，很多CDP生产厂家都在探索如何降低成本的途径。本文主要从三个方面入手来降低成本，增加产品竞争力：一，研究