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属于可逆反应,一般情况下反应进行不彻底,依照反应平衡原理,要提高酯的产量,需要用从产物分离出一种成分或使反应物其中一种成分过量的方法使反应正方向进行。酯化反应属于单行双向反应。
属于取代反应。
两种化合物形成酯(典型反应为酸与醇反应形成酯),这种反应叫酯化反应。
分两种情况:羧酸跟醇反应和无机含氧酸跟醇反应。羧酸跟醇的反应过程一般是:羧酸分子中的羟基与醇分子中羟基的氢原子结合成水,其余部分互相结合成酯。这是曾用示踪原子证实过的。口诀:酸脱羟基醇脱氢(酸脱氢氧醇脱氢、碳失羟基氧失氢)。
酯的读法:R酸R1酯("R"是指R酸中的"R";"R1"是指R1醇中的"R1")
羧酸跟醇的酯化反应是可逆的,并且一般反应极缓慢,故常用浓硫酸作催化剂。多元羧酸跟醇反应,则可生成多种酯。
乙酸和乙醇在浓硫酸加热的条件下反应生成乙酸乙酯和水
CH3COOH+C2H5OH<------>(可逆符号)CH3COOC2H5+H2O
乙二酸跟甲醇可生乙二酸氢甲酯或乙二酸二甲酯
HOOC-COOH+CH3OH<------>HOOC-COOCH3+H2O
【或HOOC-COOH+2CH3OH<------>CH3OOC-COOCH3+2H2O】
无机强酸跟醇的反应,其速度一般较快,如浓硫酸跟乙醇在常温下即能反应生成硫酸氢乙酯。
C2H5OH+HOSO2OH<------>C2H5OSO2OH+H2O
硫酸氢乙酯
C2H5OH+C2H5OSO2OH→(可逆符号)(C2H5O)2SO2+H2O
硫酸二乙酯
多元醇跟无机含氧强酸反应,也生成酯。
一般来说,除了酸和醇直接发生酯化反应生成酯外,能反应(但不一定是酯化反应)生成酯的还有以下三类物质:
酰卤和醇、酚、醇钠发生反应;
酸酐和醇、酚、醇钠发生反应;
烯酮和醇、酚、醇钠发生反应; 若浓硫酸和乙醇发生反应怎么办?
酯如果在碱性条件下会水解成相应的醇和有机酸盐。如CH3CO-OCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH,酯在无机酸性条件下会水解成相应的酸和醇:CH3CO-OCH2CH3+H2O→(可逆符号)(条件是H+)CH3COOH+CH3CH2OH
在酯化反应中,存在着一系列可逆的平衡反应步骤。步骤②是酯化反应的控制步骤,而步骤④是酯水解的控制步骤。这一反应是SN2反应,经过加成-消除过程。
采用同位素标记醇的办法证实了酯化反应中所生成的水是来自于羧酸的羟基和醇的氢。但羧酸与叔醇的酯化则是醇发生了烷氧键断裂,中间有碳正离子生成。
判定酯化反应中生成的水中氧原子来自羧基的另一个判据是有光活性的醇形成的酯仍然有光活性,因为若氧来自羟基,则羧基的氧进攻醇的不对称碳时,会引起消旋,即生成的酯会外消旋失去光活性。
在酯化反应中,醇作为亲核试剂对羧基的羰基进行亲核攻击,在质子酸存在时,羰基碳更为缺电子而有利于醇与它发生亲核加成。如果没有酸的存在,酸与醇的酯化反应很难进行。
对于反应活性:甲酸>直链羧酸>侧链羧酸>芳香酸;
甲醇>伯醇>仲醇>叔醇>酚(以上机理进适用之仲醇,即2℃醇)。
基本简介醇跟羧酸或含氧无机酸生成酯和水,这种反应叫酯化反应。 分两种情况:羧酸跟醇反应和无机含氧酸跟醇反应。羧酸跟醇的反应过程一般是:羧酸分子中的羟基与醇分子中羟基的氢原子结合成水,其余部分互相结合成...
属于取代反应。比如:CH3-CH2-OH + CH3-CO-O-H---->CH3-CO-O-CH2-CH3.乙酸的-0H被-0-C2H5取代。有机化合物分子中某一原子或基团被其他原子或原子团(...
对楼主所说的事实,酯化反应羧酸脱羟基醇脱氢是由于其它反应机理决定的,不是人想象怎样,是以实验事实为依据的结论。先是氢离子与羰基氧结合成CH3C(OH)OH(+),使得羰基碳原子带正电荷,然后是醇羟基上...
乙醇和乙酸(俗名醋酸)进行酯化生成具有芳香气味的乙酸乙酯,是制造染料和医药的原料。在某些菜肴烹调过程中,如果同时加醋和酒,也会进行部分酯化反应,生成芳香酯,使菜肴的味道更鲜美。如果要使反应达到工业要求,需要以硫酸作为催化剂,硫酸同时吸收反应过程生成的水,以使酯化反应更彻底。反应方程式如下:
乙酸的酯化反应制乙酸乙酯的方程式:CH3COOH+CH3CH2OH===CH3COOC2H5+H2O (可逆反应、加热、浓硫酸催化剂)
甲醇和对苯二甲酸进行酯化反应,会生成对苯二甲酸二甲酯,而对苯二甲酸二甲酯与乙二醇发生酯交换反应,可以生成聚对苯二甲酸乙二酯,即涤纶、辛醇和对苯二甲酸可以合成增塑剂对苯二甲酸二辛酯。
醇类和无机酸也能进行酯化反应,例如甲醇和硫酸反应生成硫酸二甲酯,是一种甲基化试剂,可以为碳水化合物引入甲基。
酯化反应一般是可逆反应。传统的酯化技术是用酸和醇在酸(常为浓硫酸)催化下加热回流反应。这个反应也称作费歇尔酯化反应。浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂,它可以将羧酸的羰基质子化,增强羰基碳的亲电性,使反应速率加快;也可以除去反应的副产物水,提高酯的产率。
如果原料为低级的羧酸和醇,可溶于水,反应后可以向反应液加入水(必要时加入饱和碳酸钠溶液),并将反应液置于分液漏斗中作分液处理,收集难溶于水的上层酯层,从而纯化反应生成的酯。碳酸钠的作用是与羧酸反应生成羧酸盐,增大羧酸的溶解度,并减少酯的溶解度。如果产物酯的沸点较低,也可以在反应中不断将酯蒸出,使反应平衡右移,并冷凝收集挥发的酯。
但也有少数酯化反应中,酸或醇的羟基质子化,水离去,生成酰基正离子或碳正离子中间体,该中间体再与醇或酸反应生成酯。这些反应不遵循"酸出羟基醇出氢"的规则。
羧酸经过酰氯再与醇反应生成酯。酰氯的反应性比羧酸更强,因此这种方法是制取酯的常用方法,产率一般比直接酯化要高。对于反应性较弱的酰卤和醇,可加入少量的碱,如氢氧化钠或吡啶。 H3C-COCl + HO-CH2-CH3 → H3C-COO-CH2-CH3 + H-Cl 羧酸经过酸酐再与醇反应生成酯。 羧酸经过羧酸盐再与卤代烃反应生成酯。反应机理是羧酸根负离子对卤代烃α-碳的亲核取代反应。
氯化亚砜作用下酯化
基本方法是将酸溶于过量低级醇(一般是甲醇或乙醇)中,然后低温下滴加氯化亚砜,该方法条件温和,操作方便,反应时间短,产率高,特别适用于氨基酸的酯化,且由于该反应低级醇过量,一般不影响酸中的醇羟基。
此外,氯化亚砜与DMF组成的Vilsmeier-Haack型复合物可以用于具位阻醇的酯化。Kaul等采用该试剂活化羧基使各种伯醇包括具有位阻的醇和多元醇进行酯化,收率近定量。
Steglich酯化反应
羧酸与醇在DCC和少量DMAP的存在下酯化。这种方法尤其适用于三级醇的酯化反应。DCC是反应中的失水剂,DMAP则是常用的酯化反应催化剂。
2,4,6-三氯苯甲酰氯与羧酸底物作用生成混酐使羧酸活化,继而与醇顺利作用成酯。DMAP为酯化的催化剂。
磷钼酸在酯化反应体系中对316不锈钢的腐蚀抑制机理
采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了模拟醋酸丁酯反应(CH3COOH、H2SO4、H3PMo12O40,105℃)条件下316不锈钢(316SS)的表面形貌和元素组成。结果表明,磷钼酸经物理吸附在不锈钢表面形成保护层,并发生氧化还原反应,生成的水合物、氧化物、难溶盐类沉积在不锈钢表面,形成致密的钝化膜,从而抑制316SS的局部腐蚀,阻止点蚀的扩散和蔓延,PMo12O430-、MoO42-和CrO42-使钝化膜表层具有阳离子选择性,能阻挡SO24-通过该膜到达金属表面,膜内层结晶态氧化物具有阴离子选择性,阻止基体金属离子穿过钝化膜而溶解,从而抑制局部腐蚀的进一步扩展。
彩晶玻璃用热固型清漆有机钛酯化固化反应研究
以水溶性丙烯酸改性树脂为主要连结料,氨基树脂为固化剂,添加催化剂有机钛复配成彩晶玻璃用的热固型清漆。通过DSC测试,研究了有机钛用量对酯化固化反应的影响。结果表明,有机钛酯化催化剂对水溶性热固型清漆有固化催化作用,当钛酸四丁酯质量分数为3%时,能有效提高固化速度。
实施例1
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将乙二醇和山梨醇按照摩尔比99.5:0.5配置成混合多元醇;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.02:1添加对苯二甲酸;将所述混合多元醇与所述二元酸加入酯化反应釜进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.01兆帕,反应的温度为230摄氏度,反应的时间为4小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的95%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充乙二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.1兆帕,反应的温度为240摄氏度,反应的时间为2小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充乙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的10.5%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在280摄氏度;所述缩聚反应持续2小时,制备得到多羟基聚酯;如附图所示采用美国Nicolet公司研制的NEXUS-670型号的傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图可以看出,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰;2967厘米-1处的双峰代表聚酯中C-H的振动吸收峰;在1716厘米-1处的强吸收峰应为羰基(C=O)伸缩振动引起的;1400-1600厘米-1处的弱峰,为苯环的特征吸收带谱;在1246厘米-1和1100厘米-1处的2个强而较宽的吸收峰,是酯中的C-O-C键的不对称伸缩振动引起的;1018厘米-1和872厘米-1处的峰,分别对应1,4-取代苯环上C-H面内变形振动和面外变形振动;在725厘米-1处的窄而强的吸收峰,是芳环中的C-H弯曲振动引起的。制备得到的共聚酯具有目标产物的特征峰。
(4)最后将所述制备的多羟基聚酯熔融纺丝成型制备得到多羟基聚酯纤维;纺丝温度为300摄氏度,纺丝速度为1500米/分钟,拉伸温度为80摄氏度,预拉伸倍率为1.02,一道拉伸倍率为2.80,二道拉伸倍率为1.05,制得多羟基聚酯短纤维,短纤维的纤度为0.3分特克斯,长度为38毫米。纤维的表面接触角为45°,回潮率2.0%,吸水率250%,纤维的电阻为109欧·厘米。
实施例2
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将丙二醇和季戊四醇按照摩尔比98:2配置成混合多元醇;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.02:1添加对苯二甲酸;将所述混合多元醇与所述二元酸加入酯化反应釜进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.01兆帕,反应的温度为230摄氏度,反应的时间为4小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的90%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充丙二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.1兆帕,反应的温度为240摄氏度,反应的时间为1小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充丙二醇为为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的10.5%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在270摄氏度;所述缩聚反应持续2小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,其纺丝工艺为:纺丝温度为290摄氏度,纺丝速度为1500米/分钟,拉伸温度为80摄氏度,预拉伸倍率为1.02,一道拉伸倍率为2.80,二道拉伸倍率为1.05,制得多羟基聚酯短纤维,短纤维的纤度为0.3分特克斯,长度为38毫米。纤维的表面接触角为50°,回潮率2.2%,吸水率260%,纤维的电阻为109欧·厘米。
实施例3
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将丁二醇和木糖醇按照摩尔比99:1配置成混合多元醇;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.10:1添加对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯;所述对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比90:10进行混合;将所述混合多元醇与所述二元酸加入酯化反应釜进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.5兆帕,反应的温度为260摄氏度,反应的时间为2小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的90%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充丁二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.5兆帕,反应的温度为270摄氏度,反应的时间为1小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充丁二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在265摄氏度;所述缩聚反应持续2小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯经中空喷丝板熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,其纺丝工艺为:纺丝温度为270摄氏度,纺丝速度为800米/分钟,拉伸温度为60摄氏度,预拉伸倍率为1.10,一道拉伸倍率为2.80,二道拉伸倍率为1.15,制得多羟基聚酯短纤维,短纤维的纤度为5分特克斯,长度为38毫米。纤维的表面接触角为45°,回潮率2.5%,吸水率260%,纤维的电阻为109欧·厘米。
实施例4
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将乙二醇、戊二醇和木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇与戊二醇的摩尔比为90:10,乙二醇和戊二醇与木糖醇按照摩尔比98:2配置;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.10:1添加对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯;所述对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比90:10进行混合;先将所述混合多元醇和对苯二甲酸、5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯在浆料釜中进行搅拌打浆,使充分共混;并且预热酯化反应釜,在酯化反应釜内部温度达到200摄氏度时将浆料釜中充分共混的物料导入,并加入对苯二甲酸质量100百万分比浓度的钛酸四丁酯、对苯二甲酸质量0.001%的磷酸三甲酯和对苯二甲酸质量0.001%的抗氧化剂1010,进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.05兆帕,反应的温度为245摄氏度,反应的时间为3小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的95%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充乙二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.5兆帕,反应的温度为265摄氏度,反应的时间为0.5小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充乙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在280摄氏度;所述缩聚反应持续4小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯经中空喷丝板熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,其纺丝工艺为:纺丝温度为300摄氏度,纺丝速度为800米/分钟,拉伸温度为80摄氏度,预拉伸倍率为1.10,一道拉伸倍率为2.80,二道拉伸倍率为1.15,制得多羟基聚酯短纤维,短纤维的纤度为5分特克斯,长度为51毫米。纤维的表面接触角为45°,回潮率2.5%,吸水率260%,纤维的电阻为109欧·厘米。
实施例5
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将乙二醇、丙二醇和山梨醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇与丙二醇的摩尔比为90:10,乙二醇和丙二醇与山梨醇按照摩尔比99.5:0.5配置;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.05:1添加对苯二甲酸;先将所述混合多元醇和对苯二甲酸在浆料釜中进行搅拌打浆,使充分共混;并且预热酯化反应釜,在酯化反应釜内部温度达到200摄氏度时将浆料釜中充分共混的物料导入,并加入对苯二甲酸质量100百万分比浓度的乙二醇钛、对苯二甲酸质量0.005%的烷基磷酸二酯和对苯二甲酸质量0.005%的抗氧化剂168,进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.01兆帕,反应的温度为245摄氏度,反应的时间为3小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的95%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充乙二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.5兆帕,反应的温度为255摄氏度,反应的时间为0.5小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充乙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在275摄氏度;所述缩聚反应持续4小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯经Y型喷丝板熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,其POY纺丝工艺为:纺丝温度为300摄氏度,纺丝速度为2000米/分钟,拉伸温度为80摄氏度,总拉伸倍率为5。纤维的表面接触角为48°,回潮率2.2%,吸水率260%,纤维的电阻为109欧·厘米。
实施例6
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将丙二醇、丁二醇和木糖醇、季戊四醇混合成混合多元醇,其中,丙二醇与丁二醇的摩尔比为90:10,二元醇与山梨醇、季戊四醇按照摩尔比99:0.5:0.5配置;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.05:1添加对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯;所述对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比95:5进行混合;先将所述混合多元醇和对苯二甲酸、5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯在浆料釜中进行搅拌打浆,使充分共混;并且预热酯化反应釜,在酯化反应釜内部温度达到200摄氏度时将浆料釜中充分共混的物料导入,并加入对苯二甲酸质量250百万分比浓度的乙二醇钛与250百万分比浓度钛酸四丁酯、对苯二甲酸质量0.02%的三(壬苯基)亚磷酸酯和对苯二甲酸质量0.02%的抗氧化剂616,进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.1兆帕,反应的温度为240摄氏度,反应的时间为3小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的92%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充丙二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.5兆帕,反应的温度为265摄氏度,反应的时间为0.5小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充丙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在270摄氏度;所述缩聚反应持续2小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯经扁平喷丝板熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,其POY纺丝工艺为:纺丝温度为290摄氏度,纺丝速度为2000米/分钟,拉伸温度为80摄氏度,总拉伸倍率为5。
进一步地,POY经过8小时平衡后,分别经第一罗拉,第Ⅰ热箱,冷却板,PU盘式假捻器,第二罗拉,网络喷嘴,第Ⅱ热箱,第三罗拉,油轮,最后经过卷绕罗拉卷绕成型,可制成多羟基聚酯DTY。
其中第一罗拉的线速度200米/分钟,第二罗拉的线速度600米/分钟,第三罗拉的线速度600米/分钟,卷绕罗拉的线速度400米/分钟,牵伸比1.1,PU盘式假捻D/Y比为1.2。
纤维的表面接触角为45°,回潮率2.2%,吸水率260%,纤维的电阻为109欧·厘米。
实施例7
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将乙二醇、丁二醇和木糖醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇与丁二醇的摩尔比为95:5,二元醇和山梨醇醇与木糖醇按照摩尔比99:0.7:0.3配置;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.10:1添加对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯;所述对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比95:5进行混合;先将所述混合多元醇和对苯二甲酸、5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯在浆料釜中进行搅拌打浆,使充分共混;并且预热酯化反应釜,在酯化反应釜内部温度达到230摄氏度时将浆料釜中充分共混的物料导入,并加入对苯二甲酸质量500百万分比浓度的三氧化二锑、对苯二甲酸质量0.0005%的磷酸三甲酯和0.0005%烷基磷酸二酯、对苯二甲酸质量0.0005%的抗氧化剂1010与0.0005%抗氧化剂168进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.02兆帕,反应的温度为245摄氏度,反应的时间为4小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的92%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充乙二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.3兆帕,反应的温度为255摄氏度,反应的时间为2小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充乙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在275摄氏度;所述缩聚反应持续2小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯经Y型喷丝板熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,其POY纺丝工艺为:纺丝温度为300摄氏度,纺丝速度为3000米/分钟,拉伸温度为80摄氏度,总拉伸倍率为1.5。
进一步地,POY经过8小时平衡后,分别经第一罗拉,第Ⅰ热箱,冷却板,PU盘式假捻器,第二罗拉,网络喷嘴,第Ⅱ热箱,第三罗拉,油轮,最后经过卷绕罗拉卷绕成型,可制成多羟基聚酯DTY。
其中第一罗拉的线速度600米/分钟,第二罗拉的线速度5000米/分钟,第三罗拉的线速度300米/分钟,卷绕罗拉的线速度400米/分钟,牵伸比1.8,PU盘式假捻D/Y比为2.5。
纤维的表面接触角为50°,回潮率2.0%,吸水率250%,纤维的电阻为109欧·厘米。
实施例8
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将乙二醇、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,乙二醇与丁二醇的摩尔比为90:5:5,二元醇和山梨醇、季戊四醇、木糖醇按照摩尔比98:0.6:0.6:0.8配置;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.02:1添加对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯;所述对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比95:5进行混合;先将所述混合多元醇和对苯二甲酸、5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯在浆料釜中进行搅拌打浆,使充分共混;并且预热酯化反应釜,在酯化反应釜内部温度达到230摄氏度时将浆料釜中充分共混的物料导入,并加入对苯二甲酸质量200百万分比浓度的醋酸锑、对苯二甲酸质量0.01%的磷酸三甲酯和0.01%的三(壬苯基)亚磷酸酯、对苯二甲酸质量0.01%的抗氧化剂1010与0.01%的抗氧化剂616进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.3兆帕,反应的温度为240摄氏度,反应的时间为4小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的93%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充丁二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.5兆帕,反应的温度为265摄氏度,反应的时间为1小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充乙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在275摄氏度;所述缩聚反应持续3小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯经十字喷丝板熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,其POY纺丝工艺为:纺丝温度为300摄氏度,纺丝速度为2500米/分钟,拉伸温度为75摄氏度,总拉伸倍率为4.5。
进一步地,POY经过8小时平衡后,分别经第一罗拉,第Ⅰ热箱,冷却板,PU盘式假捻器,第二罗拉,网络喷嘴,第Ⅱ热箱,第三罗拉,油轮,最后经过卷绕罗拉卷绕成型,可制成多羟基聚酯DTY。
其中第一罗拉的线速度400米/分钟,第二罗拉的线速度500米/分钟,第三罗拉的线速度500米/分钟,卷绕罗拉的线速度600米/分钟,牵伸比1.2,PU盘式假捻D/Y比为1.6。
纤维的表面接触角为50°,回潮率2.5%,吸水率250%,纤维的电阻为109欧·厘米。
实施例9
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将丙二醇、丁二醇和季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,丙二醇与丁二醇的摩尔比为95:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩尔比99.5:03.:0.2配置;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.10:1添加对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯;所述对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比92:8进行混合;先将所述混合多元醇和对苯二甲酸、5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯在浆料釜中进行搅拌打浆,使充分共混;并且预热酯化反应釜,在酯化反应釜内部温度达到230摄氏度时将浆料釜中充分共混的物料导入,并加入对苯二甲酸质量200百万分比浓度的乙二醇锑、对苯二甲酸质量0.0005%烷基磷酸二酯和0.0005%三(壬苯基)亚磷酸酯、对苯二甲酸质量0.0005%的抗氧化剂168与0.0005%抗氧化剂616,进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.05兆帕,反应的温度为240摄氏度,反应的时间为4小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的94%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充丁二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.5兆帕,反应的温度为270摄氏度,反应的时间为1小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充丙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在270摄氏度;所述缩聚反应持续3小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯经十字喷丝板熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,FDY纺丝工艺为:纺丝温度为270摄氏度,纺丝速度为3500米/分钟,热辊GR1的速度为1500米/分钟,温度为80摄氏度,热辊GR2的速度为4280米/分钟,温度为115摄氏度,制得多羟基聚酯FDY长丝。
纤维的表面接触角为45°,回潮率2.5%,吸水率260%,纤维的电阻为109欧·厘米。
实施例10
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将丙二醇、丁二醇和季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,丙二醇与丁二醇的摩尔比为95:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩尔比98.5:0.9:0.6配置;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.05:1添加对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯;所述对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比92:8进行混合;先将所述混合多元醇和对苯二甲酸、5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯在浆料釜中进行搅拌打浆,使充分共混;并且预热酯化反应釜,在酯化反应釜内部温度达到230摄氏度时将浆料釜中充分共混的物料导入,并加入对苯二甲酸质量100百万分比浓度的三氧化二锑与100百万分比浓度的醋酸锑、对苯二甲酸质量0.0005%烷基磷酸二酯和0.0005%三(壬苯基)亚磷酸酯、对苯二甲酸质量0.001%的抗氧化剂1010、0.001%的抗氧化剂168与0.001%的抗氧化剂616,进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.3兆帕,反应的温度为255摄氏度,反应的时间为3小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的91%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充丁二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.4兆帕,反应的温度为265摄氏度,反应的时间为1小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充丙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在270摄氏度;所述缩聚反应持续2小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯经Y型喷丝板熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,FDY纺丝工艺为:纺丝温度为290摄氏度,纺丝速度为4200米/分钟,热辊GR1的速度为1100米/分钟,温度为110摄氏度,热辊GR2的速度为4280米/分钟,温度为135摄氏度,制得多羟基聚酯FDY长丝。
纤维的表面接触角为48°,回潮率2.2%,吸水率260%,纤维的电阻为109欧·厘米。
实施例11
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将丙二醇、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、丁二醇与戊二醇的摩尔比为90:5:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩尔比98.5:0.9:0.6配置;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.10:1添加对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯;所述对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比94:6进行混合;先将所述混合多元醇和对苯二甲酸、5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯在浆料釜中进行搅拌打浆,使充分共混;并且预热酯化反应釜,在酯化反应釜内部温度达到230摄氏度时将浆料釜中充分共混的物料导入,并加入对苯二甲酸质量150百万分比浓度的三氧化二锑与150百万分比浓度的钛酸四丁酯、对苯二甲酸质量0.002%磷酸三甲酯、0.002%烷基磷酸二酯和0.002%三(壬苯基)亚磷酸酯、对苯二甲酸质量0.002%的抗氧化剂1010、0.002%的抗氧化剂168与0.002%的抗氧化剂616,进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.05兆帕,反应的温度为245摄氏度,反应的时间为3小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的94%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充丙二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.4兆帕,反应的温度为265摄氏度,反应的时间为1.5小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充丙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在265摄氏度;所述缩聚反应持续3小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯经“8”字型喷丝板熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,FDY纺丝工艺为:纺丝温度为300摄氏度,纺丝速度为3500米/分钟,热辊GR1的速度为1500米/分钟,温度为110摄氏度,热辊GR2的速度为3550米/分钟,温度为135摄氏度,制得多羟基聚酯FDY长丝。
纤维的表面接触角为50°,回潮率2.0%,吸水率250%,纤维的电阻为109欧·厘米。
实施例12
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将乙二醇、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、丙二醇与丁二醇的摩尔比为85:5:5:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩尔比98.5:0.9:0.6配置;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.05:1添加对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯;所述对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比94:6进行混合;先将所述混合多元醇和对苯二甲酸、5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯在浆料釜中进行搅拌打浆,使充分共混;并且预热酯化反应釜,在酯化反应釜内部温度达到230摄氏度时将浆料釜中充分共混的物料导入,并加入对苯二甲酸质量250百万分比浓度的醋酸锑与250百万分比浓度的乙二醇钛、对苯二甲酸质量0.004%磷酸三甲酯、0.004%烷基磷酸二酯和0.004%三(壬苯基)亚磷酸酯、对苯二甲酸质量0.004%的抗氧化剂1010、0.004%的抗氧化剂168与0.004%的抗氧化剂616,进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.3兆帕,反应的温度为255摄氏度,反应的时间为2小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的92%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充丙二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.5兆帕,反应的温度为270摄氏度,反应的时间为1.5小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充丙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在275摄氏度;所述缩聚反应持续2小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯经“8”字型喷丝板熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,FDY纺丝工艺为:纺丝温度为300摄氏度,纺丝速度为4000米/分钟,热辊GR1的速度为1200米/分钟,温度为100摄氏度,热辊GR2的速度为4000米/分钟,温度为120摄氏度,制得多羟基聚酯FDY长丝。
纤维的表面接触角为50°,回潮率2.2%,吸水率250%,纤维的电阻为109欧·厘米。
实施例13
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将乙二醇、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、戊二醇按照摩尔比85:5:5:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩尔比99:0.6:0.4配置;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.10:1添加对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯;所述对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比93:7进行混合;先将所述混合多元醇和对苯二甲酸、5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯在浆料釜中进行搅拌打浆,使充分共混;并且预热酯化反应釜,在酯化反应釜内部温度达到230摄氏度时将浆料釜中充分共混的物料导入,并加入对苯二甲酸质量100百万分比浓度的醋酸锑、100百万分比浓度的三氧化二锑与100百万分比浓度的钛酸四丁酯、对苯二甲酸质量0.005%磷酸三甲酯、0.005%烷基磷酸二酯和0.005%三(壬苯基)亚磷酸酯、对苯二甲酸质量0.005%的抗氧化剂1010、0.005%的抗氧化剂168与0.005%的抗氧化剂616,进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.3兆帕,反应的温度为255摄氏度,反应的时间为2小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的92%,完成第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.25兆帕,反应的温度为255摄氏度,反应的时间为2小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的95%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充乙二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.45兆帕,反应的温度为265摄氏度,反应的时间为2小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充乙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在275摄氏度;所述缩聚反应持续3小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯经扁平喷丝板熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,FDY纺丝工艺为:纺丝温度为295摄氏度,纺丝速度为4000米/分钟,热辊GR1的速度为1200米/分钟,温度为100摄氏度,热辊GR2的速度为4200米/分钟,温度为125摄氏度,制得多羟基聚酯FDY长丝。
纤维的表面接触角为50°,回潮率2.0%,吸水率250%,纤维的电阻为109欧·厘米。
实施例14
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将乙二醇、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、戊二醇按照摩尔比85:5:5:5,二元醇和木糖醇、木糖醇按照摩尔比99:0.6:0.4配置;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.05:1添加对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯;所述对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比91:9进行混合;先将所述混合多元醇和对苯二甲酸、5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯在浆料釜中进行搅拌打浆,使充分共混;并且预热酯化反应釜,在酯化反应釜内部温度达到230摄氏度时将浆料釜中充分共混的物料导入,并加入对苯二甲酸质量100百万分比浓度的醋酸锑、100百万分比浓度的三氧化二锑、100百万分比浓度的乙二醇钛与100百万分比浓度的钛酸四丁酯、对苯二甲酸质量0.005%的磷酸三甲酯、0.005%烷基磷酸二酯和0.005%三(壬苯基)亚磷酸酯、对苯二甲酸质量0.006%的抗氧化剂1010、0.006%的抗氧化剂168与0.006%的抗氧化剂616,进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.01兆帕,反应的温度为240摄氏度,反应的时间为4小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的92%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充丙二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.5兆帕,反应的温度为265摄氏度,反应的时间为2小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充乙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在270摄氏度;所述缩聚反应持续3小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯经十字喷丝板熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,其POY纺丝工艺为:纺丝温度为300摄氏度,纺丝速度为2500米/分钟,拉伸温度为70摄氏度,总拉伸倍率为4.5。
纤维的表面接触角为45°,回潮率2.2%,吸水率260%,纤维的电阻为108欧·厘米。
实施例15
《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及熔融纺丝成型,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将乙二醇、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、戊二醇按照摩尔比85:5:5:5,二元醇和山梨醇、季戊四醇、木糖醇按照摩尔比99:0.6:0.2:0.2配置;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.10:1添加对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯;所述对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比94:6进行混合;先将所述混合多元醇和对苯二甲酸、5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯在浆料釜中进行搅拌打浆,使充分共混;并且预热酯化反应釜,在酯化反应釜内部温度达到230摄氏度时将浆料釜中充分共混的物料导入,并加入对苯二甲酸质量100百万分比浓度的醋酸锑、100百万分比浓度的三氧化二锑、100百万分比浓度的乙二醇锑100百万分比浓度的乙二醇钛与100百万分比浓度的钛酸四丁酯、对苯二甲酸质量0.005%的磷酸三甲酯、0.005%烷基磷酸二酯和0.005%三(壬苯基)亚磷酸酯、对苯二甲酸质量0.01%的抗氧化剂1010、0.01%的抗氧化剂168与0.01%的抗氧化剂616,进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.1兆帕,反应的温度为245摄氏度,反应的时间为3小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的90%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充乙二醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.5兆帕,反应的温度为265摄氏度,反应的时间为2小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充乙二醇为第一酯化阶段多元醇羟基总摩尔数的16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇与酸的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在275摄氏度;所述缩聚反应持续3小时,制备得到多羟基聚酯;对所制备的多羟基聚酯利用傅里叶红外测试仪(FTIR)在波长为500-3500厘米-1进行测试。多羟基聚酯样品的FTIR谱图分析得到,3430厘米-1为多元醇中引入的-OH振动吸收峰。
(4)最后将制备的多羟基聚酯经Y型喷丝板熔融纺丝成型得到多羟基聚酯纤维;将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,其纺丝工艺为:纺丝温度为300摄氏度,纺丝速度为800米/分钟,拉伸温度为75摄氏度,预拉伸倍率为1.10,一道拉伸倍率为3.20,二道拉伸倍率为1.15,制得多羟基聚酯短纤维,短纤维的纤度为1.0分特克斯,长度为38毫米。
纤维的表面接触角为45°,回潮率2.2%,吸水率260%,纤维的电阻为108欧·厘米。
硝酸可以与醇发生酯化反应生成对应的硝酸酯,在机理上,硝酸参与的酯化反应过去被认为生成了碳正离子中间体,但许多文献将机理描述为费歇尔酯化 反应(Fischer esterification),即"酸脱羟基醇脱氢"与羧酸的酯化机理相同。
硝酸作为氮的最高价(+5)水化物,具有很强的酸性,一般情况下认为硝酸的水溶液是完全电离的。硝酸可以与醇发生酯化反应,如硝化甘油的制备。(实际上我们会使用浓硫酸,产生大量NO2),成本较低而且较容易处理,与其他更强的脱水剂,例如P4O10,也可以产生大量的硝酰阳离子,这是硝化反应能进行的本质。
硝酸的酯化反应被用来生产硝化纤维,方程式见下:
3nHNO3+ [C6H7O2(OH)3]n--→ [C6H7O2(O-NO2)3]n+ 3nH2O
硝化甘油的制作,方程式见下:
浓硝酸或发烟硝酸与脱水剂(浓硫酸、五氧化二磷)混合可作为硝化试剂对一些化合物引发硝化反应,硝化反应属于亲电取代反应(electrophilic substitution),反应中的亲电试剂为硝鎓离子,脱水剂有利于硝鎓离子的产生。
最为常见的硝化反应是苯的硝化:Ph-H + HO-NO2 --→ Ph-NO2 + H2O
硝酸分子中氮元素为最高价态(+5)因此硝酸具有强氧化性,其还原产物因硝酸浓度的不同而有变化,从总体上说,硝酸浓度越高,平均每分子硝酸得到的电子数越少,浓硝酸的还原产物主要为二氧化氮,稀硝酸主要为一氧化氮,更稀的硝酸可以被还原为一氧化二氮、氮气、硝酸铵等,需要指出,上述只是优势产物,实际上随着反应的进行,硝酸浓度逐渐降低,所有还原产物都可能出现。
硝酸有关电势图见下(标况 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
浓硝酸:
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
极稀硝酸:
4Zn+10HNO3====4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
PS:纯硝酸可以发生自偶电离:2HNO3<==>H2O+NO2+NO3
1.《一种多羟基聚酯纤维的制备方法》特征是:依次包括第一酯化反应、第二酯化反应和缩聚反应,具体步骤为:
(1)第一酯化反应:将二元醇和多羟基醇按照摩尔比98~99.5:0.5~2配置成混合多元醇;按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.02~1.10:1添加二元酸;将所述混合多元醇与所述二元酸加入酯化反应釜进行第一酯化反应,所述第一酯化反应的压力为0.01~0.5兆帕,反应的温度为230~260摄氏度,反应的时间为2~4小时;当第一酯化反应出水量达到理论出水量的90~95%,完成第一酯化反应;
(2)第二酯化反应:将所述第一酯化反应得到的物料在补充二元醇后进行第二酯化反应,反应的压力为0.1~0.5兆帕,反应的温度为240~270摄氏度,反应的时间为0.5~2小时;第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止;补充二元醇的物质量为第一酯化添加多元醇羟基总摩尔数的10.5%~16.3%,使得第一酯化反应和第二酯化反应中总的醇羟基与羧酸官能团的摩尔比为1.10~1.30:1;
(3)最后将所述第二酯化反应的混合物进行缩聚反应,经过缩聚反应制得聚酯;所述缩聚反应的温度保持在260~280摄氏度;所述缩聚反应持续2~4小时,制备得到多羟基聚酯;
(4)将所述多羟基聚酯经熔融纺丝成型制备得到多羟基聚酯纤维;所述二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇或戊二醇中的一种以上;所述多羟基醇为山梨醇、季戊四醇或木糖醇中的一种以上。
2.根据权利要求1所述的一种多羟基聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述二元酸为对苯二甲酸或对苯二甲酸与5-磺酸钠-间苯二甲酸二乙醇酯按照摩尔比9~9.5:1~0.5的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种多羟基聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)中:在第一酯化反应开始之前,先将所述混合多元醇和二元酸在浆料釜中进行搅拌打浆,使充分共混;并且预热酯化反应釜,在酯化反应釜内部温度达到200摄氏度~230摄氏度时将浆料釜中充分共混的物料导入。
4.根据权利要求1所述的一种多羟基聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)中:在第一酯化反应开始之前,还加入催化剂、热稳定剂和抗氧化剂;所述催化剂的加入量为100~500百万分比浓度,基数为所述二元酸的质量;所述热稳定剂的加入量为二元酸质量的0.001~0.02%;所述抗氧化剂的加入量为二元酸质量的0.001~0.03%。
5.根据权利要求4所述的一种多羟基聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述催化剂为钛系催化剂和/或锑系催化剂;所述钛系催化剂为钛酸四丁酯和/或乙二醇钛;所述锑系催化剂为三氧化二锑、醋酸锑或乙二醇锑中的一种以上。
6.根据权利要求4所述的一种多羟基聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述热稳定剂为磷酸三甲酯、烷基磷酸二酯或三(壬苯基)亚磷酸酯的其中之一或其混合物。
7.根据权利要求4所述的一种多羟基聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168或抗氧化剂616其中之一或其混合物。
8.根据权利要求1所述的一种多羟基聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述多羟基聚酯纤维为POY、FDY、DTY或短纤维,其纺丝工艺分别为:
将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,其短纤维纺丝工艺为:纺丝温度为270~300摄氏度,纺丝速度为800~1500米/分钟,拉伸温度为60~80摄氏度,预拉伸倍率为1.02~1.10,一道拉伸倍率为2.80~3.20,二道拉伸倍率为1.05~1.15,然后经切断,制得多羟基聚酯短纤维,短纤维的纤度为0.3~5分特克斯,长度为38毫米或51毫米;所述多羟基聚酯短纤维的断裂强度≥2.5厘牛/分特克斯,纤维断裂伸长率20~30%,纤维的表面接触角为45~50°,回潮率≥2.0%,吸水率≥250%,纤维的电阻为109欧·厘米;
将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,其POY纺丝工艺为:纺丝温度为270~300摄氏度,纺丝速度为2000~3000米/分钟,拉伸温度为60~80摄氏度,总拉伸倍率为1.5~5;所述多羟基聚酯POY的断裂强度≥2.0厘牛/分特克斯,纤维断裂伸长率≥100%,纤维的表面接触角为45~50°,回潮率≥2.0%,吸水率≥250%,纤维的电阻为109欧·厘米;
进一步地,POY经过8小时平衡后,分别经第一罗拉,第Ⅰ热箱,冷却板,PU盘式假捻器,第二罗拉,网络喷嘴,第Ⅱ热箱,第三罗拉,油轮,最后经过卷绕罗拉卷绕成型,制成多羟基聚酯DTY;其中第一罗拉的线速度200~600米/分钟,第二罗拉的线速度500~600米/分钟,第三罗拉的线速度300~600米/分钟,卷绕罗拉的线速度400~700米/分钟,牵伸比1.1~1.8,PU盘式假捻D/Y比为1.2~2.5;所述多羟基聚酯DTY的断裂强度≥3.0厘牛/分特克斯,纤维断裂伸长率15~20%,纤维的表面接触角为45~50°,回潮率≥2.5%,吸水率≥250%,纤维的电阻为108欧·厘米;
将步骤(3)制备得到的多羟基聚酯进行熔融纺丝,FDY纺丝工艺为:纺丝速度为3500~4200米/分钟,热辊GR1的速度为1100~1500米/分钟,温度为80~110摄氏度,热辊GR2的速度为3550~4280米/分钟,温度为115~135摄氏度,制得多羟基聚酯FDY长丝;所述多羟基聚酯FDY的断裂强度≥3.5厘牛/分特克斯,纤维断裂伸长率20~25%,纤维的表面接触角为45~50°,回潮率≥2.0%,吸水率≥250%,纤维的电阻为109欧·厘米;
9.根据权利要求1所述的一种多羟基聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述熔融纺丝成型采用圆形喷丝板或异形喷丝板,所述异形喷丝板为三叶形喷丝板、扁平型喷丝板、中空型喷丝板、十字型喷丝板、Y型喷丝板或“8”字型喷丝板中一种。