[00792190]新型钛系PET缩聚催化剂

聚酯PET作为重要的化纤原料，从90年代以来，其消耗量逐年增加。据统计，1990年全世界PET消耗量为1150万吨，1998年为2275万吨，2000年达2756万吨，10年内增加了1.4倍。聚酯已经成为化纤中最重要也是最大的一个品种。近几年在国内，聚酯的产量也呈逐年上升趋势。例如1999年，国内PET总产量为436.73万吨，2000年，国内PET总量为510.18万吨，2000年比1999年增长了16.82％。但是与此同时，聚酯的市场需求增长并不能赶上产量的增长，聚酯PET生产呈现相对过剩，因此造成产品价格走低，企业的利润率下降。对于生产传统聚酯品种，规模小的企业来说，情况尤其如此。因此，许多聚酯生产企业长期致力于聚酯用新型催化剂的研究，以求在同样单线能力的情况下，以更低的成本生产出更多的优质产品。在制造PET时，催化剂的选择是至关重要的。评价催化剂的优劣，除了需考察其对缩聚反应的催化活性之外，必需考察该催化剂对聚酯热降解反应的催化活性。如果催化剂对聚酯热降解反应的催化活性过高，就会使聚酯产品的色相发黄，品质变坏。因此，优良的催化剂应具有对缩聚反应较高的催化活性，同时对聚酯热降解应具有相对惰性的特点。工业上常用的催化剂有Sb<,2>O<,3>、Sb<,2>(Ac)<,3>、Ti(OC<,4>H<,9>)<,4>、K<,2>TiO(C<,2>O<,4>)<,2>、二丁基二月桂锡、SnC<,2>O<,4>、SnO<,2>、Na<,2>SnO<,3>、Na<,2>Ge<,3>、GeO<,2>、Zn(Ac)<,2>等。其中Ti<'4＋>的催化活性最高，但其对热降解反应的催化活性也最高。工业上较少使用Ti<'4＋>的原因也在于Ti<'4＋>能促使聚酯热降解生成的端羧基以及PET色相发黄，影响了产品的质量。Sb<'4＋>对PET的催化热降解活性比Ge<'4＋>、Ti<'4＋>、Sn<'4＋>都低，因此世界90％的PET都采用Sb<'4＋>作为催化剂。但是，锑系催化剂在反应中会还原成锑，使聚酯呈灰色。另一方面，锑属于有毒金属，在聚酯染色工序中，会被浸出，由此产生了环境污染。出于环保的要求，聚酯产品及废物中的有毒物含量将受越来越严格的限制。因此，寻求环境友好，可代替锑类催化剂的金属化合物，特别是钛系催化剂一直是研究人员长期以来热衷的工作。该中心通过分子设计手段，发明出一种新颖的抗水解的钛醇盐，使其在聚酯缩聚反应过程中即能保证较高的催化效果，又对降解反应具有一定惰性，从而克服了钛化合物的缺陷，使聚酯反应的催化活性提高6-8倍。另外中心又通过有机改性方式将传统的无催化活性的纳米氧化钛进行表面修饰与改性，同样制备出新型的PET缩聚催化剂，既可制成粉体，又能以稳定浆料的形式进行催化反应，催化活性为传统Sb<,2>O<,2>十倍以上。该中心研制的新型聚酯催化剂已申报国家发明专利两项。