年產(chǎn)20萬噸聚酯可行性報(bào)告(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 ，灰分等。 特性粘度的測(cè)定特性黏度定義為:[η] = limc →0ηsp/ c 。它是用ln (ηsp/ c) 對(duì)c 作圖,該直線的外推值即為特性黏度[η] ,其量綱為dL/ g式中ηsp為增比黏度，c為聚合物溶液的質(zhì)量濃度單位為g/ mL 。增比黏度ηsp = (η ηs) /η= ( t t s) / t s 。式中:η、ηs分別為聚合物溶液和純?nèi)軇┑酿ざ? t 、t s分別為用黏度計(jì)測(cè)定的聚合物溶液和純?nèi)軇┑牧鞒鰰r(shí)間,單位是s。在分析測(cè)試中,將聚酯樣品溶解在特定溶劑中,配成一定濃度的聚合物溶液,保持在恒溫下,用黏度計(jì)分別測(cè)定純?nèi)軇┖腿芤旱牧鞒鰰r(shí)間,即可得到聚酯試樣的增比黏度ηsp和相對(duì)黏度ηr (ηr= t/ t s) 。通過測(cè)定的增比黏度,用哈金斯方程式ηsp/ c = [η] + k’[η]2 c ,可以計(jì)算它的特性黏度。式中的k’為哈金斯常數(shù)。通過實(shí)驗(yàn),可以確定不同溶劑的哈金斯常數(shù)，另外，還可以通過測(cè)定得到的相對(duì)黏度ηr計(jì)算確定特性黏度,其計(jì)算式為[η] = 0. 25 (ηr 1 + 3lnηr ) / c = F/ m ,式中m 是稱取的聚酯樣品質(zhì)量單位是mg。為方便計(jì)算,把不同相對(duì)黏度ηr所對(duì)應(yīng)的F 值制表,通過查表可以得到與不同ηr值對(duì)應(yīng)的F 值。2 　各種測(cè)定方法據(jù)了解,目前測(cè)定聚酯特性黏度,國內(nèi)不同廠家使用3 種不同溶劑：苯酚2四氯乙烷、苯酚2鄰二氯苯、鄰氯苯酚,其中溶劑苯酚2四氯乙烷又有2 種不同的質(zhì)量配比(1/ 1 和3/ 2) 。對(duì)不同的溶劑,以及相同溶劑而配比不同,特性黏度的計(jì)算方法亦不同。國標(biāo)GB/ T 14190 1993“纖維級(jí)聚酯切片分析方法”中采用的溶劑是苯酚2四氯乙烷,其質(zhì)量配比為1/ 1 (以下簡稱A 法) 。特性黏度計(jì)算式為[η] = ( 1 + 1. 4 ηsp 1) / 0. 7 c ,式中溶液濃度c 為5 mg/ mL。為此,要求精確稱取聚合物試樣0. 125 177。0. 000 1 g ,溶于25 mL 的溶劑中。該計(jì)算式是根據(jù)哈金斯方程式求解一元二次方程而來,聚酯在上述溶劑中的哈金斯常數(shù)k’為0. 35。目前,國內(nèi)還有許多廠家采用的溶劑是質(zhì)量配比3/ 2 的苯酚2四氯乙烷(以下簡稱B 法) 。它的特性黏度計(jì)算式為[η] = F/ m 。根據(jù)測(cè)試得到的ηr值通過查表可以讀取F。限于篇幅限制,本文沒有列出該表數(shù)據(jù)。附帶說明,在國標(biāo)GB/ T 1791 1999“瓶級(jí)聚酯切片”的附錄B 列有校正因子F 值的表。溶劑采用配比3/ 2 的苯酚2鄰二氯苯(以下簡稱C 法) ,特性黏度的計(jì)算方法與B 法相同,查取F 值使用的表與B 法相同。溶劑采用鄰氯苯酚(以下簡稱D 法) ,其特性黏度計(jì)算式也是從哈金斯方程式推導(dǎo)而來,該體系的哈金斯常數(shù)k39。為0. 247 , 熔點(diǎn)的測(cè)定熔點(diǎn)是結(jié)晶的固態(tài)物質(zhì)加熱到一定溫度時(shí)，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)的溫度。由于聚酯是不同分子量物質(zhì)所組成的混合物，所以聚酯的熔化通常是一個(gè)緩慢的過程。開始熔化的溫度是初熔點(diǎn)，完全融化的溫度是終熔點(diǎn)。聚酯熔點(diǎn)測(cè)試中將終熔點(diǎn)作為該試樣的熔點(diǎn)溫度。測(cè)定方法常用的測(cè)定方法是顯微鏡法。試樣在升溫控制單元內(nèi)以一定的速率升溫，在偏光顯微鏡下觀察其熔融過程，晶粒引起的光效應(yīng)小時(shí)的溫度即為熔點(diǎn)。（1）溫度指示的校正 每次系列試驗(yàn)前，需用熔點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)物校正溫度指示。去適量的熔點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)物放在載玻片上，用蓋玻片壓緊晶粒，使其互相接觸，在顯微鏡下觀察是一個(gè)單層。將裝有標(biāo)準(zhǔn)物的載玻片放在加熱臺(tái)上加熱，在熔點(diǎn)20℃前以2℃/min的速率升溫。在顯微鏡下觀察，當(dāng)晶粒引起的光效應(yīng)消失時(shí)，所顯示的溫度即為該標(biāo)準(zhǔn)物的熔點(diǎn)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物的熔點(diǎn)和顯示出的溫度，計(jì)算出溫度指示的修正值。（2）測(cè)定步驟 用切片機(jī)將試樣切成厚為25微米的薄片，㎡的試樣，放在載玻片上，用蓋玻片壓緊。將載玻片放在加熱臺(tái)上，快速升溫至180℃，然后以10℃/min的速率升溫至240℃，在以2℃/min的升溫速率升溫，根據(jù)需要觀察初熔，記下讀數(shù)。試樣達(dá)到初熔后，快速升溫至280℃，使其在次溫度下保持3min，然后快速降低到180℃，再以10℃/min的速率升溫至240℃最后以2℃/min的速率升溫，觀察終熔，所顯示的溫度即為試樣熔點(diǎn)。 二甘醇含量的測(cè)定聚酯中二甘醇(DEG)含量是衡量生產(chǎn)過程中醚化副反應(yīng)程度的一個(gè)重要指標(biāo)。DEG含量增加，聚酯的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)下降，色相變差，產(chǎn)品的耐熱氧化性和耐光性變差。聚酯中二甘醇（DEG）含量是衡量生產(chǎn)過程中醚化副反應(yīng)程度的一個(gè)重要指標(biāo)。DEG含量增加，聚酯的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)下降，色相變差，產(chǎn)品的耐熱氧化性和耐光性變差。DEG的分析方法一般采用氣相色譜法，主要有甲醇酯降法和乙醇胺降發(fā)。除了溶劑不同外，兩種方法的測(cè)定過程一直。下面以甲醇講解法介紹二甘醇測(cè)定的過程。(1)測(cè)試原理 試樣在高溫，甲醇存在的條件下發(fā)生酯交換反應(yīng)，生成對(duì)苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇，大分子鏈上的醚鍵生成二甘醇，然后用氣相色譜法檢測(cè)二甘醇含量。(2)測(cè)定方法 主要儀器如下：氣相色譜儀：帶有氫火焰離子化檢測(cè)器。色譜柱：毛細(xì)管柱或填充柱，固定液為PEG20M。也可使用具有等分離效果的其他色譜柱。測(cè)試步驟如下：1) 制備酯交換液 城區(qū)約400mg內(nèi)標(biāo)物（四甘醇二甲醚）,60mg醋酸鋅，用甲醇溶解并稀釋至2L。,。2) 制備校正液 首先制備二甘醇儲(chǔ)備液：，充分混勻待用，再按下面配方配制二甘醇校正溶液。3) 校正因子的測(cè)定 在配好的上述校正溶液中加入30mL酯交換溶液和100mg對(duì)苯二甲酸二甲酯，充分搖勻，過濾至三角瓶中。測(cè)定結(jié)果按置信度95%取舍，求平均值。校正因子的計(jì)算公式如下：fi =（mi /Ai）/（ms/As）=（mi / ms）?（As / Ai ）fi162。——二甘醇與內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量相對(duì)校正因子；mi——二甘醇標(biāo)準(zhǔn)樣品的質(zhì)量，mgAi——二甘醇峰面積，c㎡；Ms——內(nèi)標(biāo)物標(biāo)準(zhǔn)樣品的質(zhì)量，mg。As——內(nèi)標(biāo)物的峰面積，c㎡。4) 試樣分析 稱取1g試樣，到反應(yīng)管中，精確加入30mL，酯交換溶液，用扳手將反應(yīng)管擰緊，放入加熱裝置中，在210℃下反應(yīng)2h后取出，用自來水冷卻至室溫，過濾至三角瓶中。試樣二甘醇含量按下式計(jì)算：X=Aifims/Asm式中 X——試樣的二甘醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%m——試樣的質(zhì)量，mg. 端羧基含量的測(cè)定聚酯端羧基的含量可以作為衡量聚酯熱穩(wěn)定性的一個(gè)尺度。聚酯的熱降解和水解反應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生一定量的羧基，因此通過羧基含量的測(cè)定可以了解聚合物降解的情況。容量滴定法1. 測(cè)定原理 試樣在由苯酚和氯仿組成的混合溶液中回流溶解，冷卻后用溴酚藍(lán)作為指示劑，用氫氧化鉀—乙醇標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行滴定。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)滴定溶劑消耗的體積數(shù)，計(jì)算出端羧基的含量。2. 測(cè)定方法 稱取2g試樣，放入磨口三角燒瓶中，加入體積比為2:3的苯酚—三氯甲烷混合溶液或質(zhì)量比為7:3的鄰甲酚—三氯甲烷混合溶液50mL，加熱回流至試樣完全溶解，冷卻至室溫。在乙醇試樣溶液中加入56滴溴酚藍(lán)指示劑，當(dāng)溶液由黃色變?yōu)樗{(lán)色即為滴定重點(diǎn)，記錄標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液消耗的毫升數(shù)。同樣條件下，做空白試驗(yàn)，記錄空白溶液所消耗氫氧化鉀乙醇標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的毫升數(shù)。 色度的測(cè)定測(cè)定原理色度的測(cè)定是通過色差計(jì)進(jìn)行的。色差計(jì)是利用三刺激色原理，將樣品至于標(biāo)準(zhǔn)光源下，分別通過三個(gè)裝有紅，綠，藍(lán)色濾色片的光電管，它們所產(chǎn)生的光電流與光能成正比，其值即為三個(gè)刺激值X，Y,Z，自動(dòng)色差計(jì)根據(jù)下列公式自動(dòng)換算得到產(chǎn)品色度指標(biāo)名亮度L，由綠到紅的程度用亨特色度系統(tǒng)表示的a值，由藍(lán)到黃的程度用亨特色度系統(tǒng)表示的b值。測(cè)定方法 把試樣放入古風(fēng)干燥箱中，大有光切片在145℃加熱60min，半消光切片和全消光切片在140℃加熱30min,使之結(jié)晶。取出冷卻后，粉碎過篩，去350833μm 的顆粒。將試樣顆粒放入樣品杯內(nèi)并堆積緊密，樣品杯放于測(cè)量孔上，測(cè)定試樣的色度（L,a , b值），每轉(zhuǎn)動(dòng)約120176。進(jìn)行一次測(cè)試，共測(cè)三次。取平均值。 凝集粒子的測(cè)定 測(cè)定原理 在顯微鏡下觀察試樣中的凝集粒子，進(jìn)行尺寸測(cè)量并計(jì)數(shù)。 測(cè)定方法隨機(jī)從試樣中取5粒PET切片，每粒切片用切片機(jī)切取厚度為20μm的薄片58片，使所切薄片總數(shù)的質(zhì)量達(dá)到35mg，將這些薄片放在潔凈的載玻片上，并用試劑將其很好地濕潤，把蓋玻片緊緊壓在試樣上，使形成一個(gè)平整的表面。 把裝有薄片的載片放到顯微鏡臺(tái)上，調(diào)節(jié)顯微鏡焦距，用透射光觀察大于等于10μm的凝集粒子。圓形粒子按其直徑測(cè)量，其他形狀的粒子按最長部分測(cè)量并計(jì)數(shù)。凝集粒子按下式算：X=N/m式中 X——試樣中凝集粒子的數(shù)量，個(gè)/mg。N——測(cè)得的凝集粒子總數(shù)，個(gè)；m——薄片總數(shù)質(zhì)量，mg. 水分的測(cè)定重量法測(cè)定原理把試樣放入真空干燥箱內(nèi)加熱，使水分揮發(fā)，根據(jù)試樣干燥前后質(zhì)量的變化，測(cè)試樣水分。測(cè)定方法把稱量瓶放在真空干燥箱內(nèi)，在殘余壓力低于400Pa，溫度120℃的條件下干燥2h，出去真空，打開干燥箱，把稱量瓶迅速移入干燥器內(nèi)，冷卻30min后稱量。在上述稱量瓶中放入約20g試樣，重復(fù)以上操作。水分按下式計(jì)算：X=(m1m2/m)100式中：X——試樣水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%m1——干燥前試樣和稱量瓶的質(zhì)量，g；m2——干燥后試樣和稱量瓶的質(zhì)量，g；m——試樣的質(zhì)量，g。 粉末和異狀切片含量的測(cè)定切片粉末是指能通過20目樣篩的碎屑，異狀切片是指聚酯切片外形幾何尺寸過大的粒子。粉末在干燥或熔融過程中易使物料黏結(jié)，使螺桿環(huán)結(jié)，造成堵料。尺寸過大粒子達(dá)到相同結(jié)晶度和干燥程度時(shí)需要花更長時(shí)間，使正常切片過多受熱降解。測(cè)定原理試樣經(jīng)規(guī)定尺寸的樣篩過篩，篩出粉末并稱量，從篩余物中檢出異狀粒子并稱量。測(cè)定方法稱取試樣100g，把樣篩放置在稱樣紙上，然后將試樣到如樣篩，進(jìn)行篩分。把稱樣紙上的粉末進(jìn)行稱量并計(jì)數(shù)。從篩余物中檢出異狀切片，稱量并計(jì)算。粉末和異狀切片分別按以下式子計(jì)算：X=m1/m1000X2=m2/m100式中 X——試樣的粉末含量，mg/kg。M1——粉末的質(zhì)量，mg。M——試樣的質(zhì)量，g。X2——試樣的異狀切片的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；M2——異狀切片的質(zhì)量，g灰分主要是指聚酯切片中的無機(jī)物質(zhì)，與聚合階段的催化劑用量有關(guān)，如果催化劑用量不穩(wěn)定，則會(huì)直接影響灰分含量。測(cè)定原理試樣經(jīng)炭化，高溫灼燒，有機(jī)物全部燃燒，無機(jī)物質(zhì)則遺留于殘?jiān)小８鶕?jù)灼燒殘?jiān)岸趸伜浚愠龌曳帧y(cè)定方法將瓷干過放入馬弗爐中，于850℃下灼燒60min,取出后移至干燥器重，冷卻30min，稱得坩堝質(zhì)量。.試樣的灰分按下式計(jì)算；X=(m2m1/m)100XTio2式中X——試樣灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；m2——灼燒殘?jiān)涂折釄遒|(zhì)量，g；m1——空坩堝質(zhì)量，g。m——試樣的質(zhì)量，g。 鐵含量的測(cè)定鐵含量是表征聚酯產(chǎn)品中雜質(zhì)的一個(gè)指標(biāo)，如含量過高會(huì)造成制品顏色變黃而影響制品質(zhì)量，其測(cè)定方法為分光光度比色法。測(cè)定原理試樣灼燒后的殘余物溶于鹽酸，用鹽酸羥胺把三價(jià)鐵離子還原成二價(jià)鐵離子，遇鄰菲咯啉后生成橙紅色的絡(luò)合物，用分光光度計(jì)在510mm處測(cè)定其吸光值。測(cè)定方法 (1)鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備 ，精確至1mg。溶解在200ml水中，轉(zhuǎn)移至1000ml容量瓶中，加20ml濃度為9mol/l的硫酸溶液，稀釋至刻線混勻。移取此溶液50ml到500ml的容量瓶中。稀釋至刻線并混勻。(2）工作曲線的制作 用刻度線液管移去鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液0ml，，，各加入40ml左右蒸餾水。在上述燒杯中各加入5ml，含量4%的鹽酸羥胺溶液搖勻，用濃度為85g/，待溶液冷卻后轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中，各加入5ml濃度為1g/l的鄰菲咯啉溶液，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，靜置15min.在分光光度計(jì)510nm波長處，用5cm比色皿測(cè)定上述各溶液的吸光度，根據(jù)鐵含量對(duì)應(yīng)的吸光度繪制工作曲線。(3)測(cè)定步驟 在灰化后的殘?jiān)屑尤?ml濃度為5mol/l鹽酸溶液，加熱溶解，冷卻后用濾紙濾入100ml燒杯中，用約40ml蒸餾水多次沖洗濾紙至燒杯中。測(cè)定試樣的吸光度。(4)鐵含量計(jì)算 X=q/m1000式中 X——試樣的鐵含量，mg/kg。q——在工作曲線上查得的試樣液鐵質(zhì)量，mg。m——試樣的質(zhì)量，g. 副產(chǎn)品概況 二甘醇（DEG）無色透明具有吸濕性的粘稠液體，有辛辣氣味。有吸水性的油狀液體。無腐蝕性，易燃，℃,低毒。 　 化學(xué)式：：C4H10O3,HOCH2CH2OCH2CH2OH 　 分子式：HOCH2CH2OCH2CH2OH 　　分子量： 　　CAS號(hào)：111466 　　　　結(jié)構(gòu)式： 　　物化數(shù)據(jù)： 　　相對(duì)密度：（20℃） 　　純品凝固點(diǎn)：l0．45℃ 　　沸點(diǎn)：℃ 　　熔點(diǎn):℃ 　　閃點(diǎn)：143℃（開口）124℃（閉口） 　　燃點(diǎn)：351．9℃ 　　折射率:（20℃） 　 粘度：(25℃)30mPas ，(20℃)s 　　表面張力：(20℃) mN/m. 　 蒸汽壓：(20 ℃) 　　溶解性:與水、乙醇、丙酮、乙醚、乙二醇混溶，不溶于苯、甲苯、四氯化碳。 　　毒性：，可引起腎臟及中樞神經(jīng)損害。人類一次口服致死量約 。 化學(xué)作用　用作防凍劑、氣體脫水劑、增塑劑、溶劑等。還用于合成不飽和聚酯樹脂。儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫房內(nèi)，防火、防潮。 乙醛 乙醛（acetaldehyde）一種醛。又名醋醛，無色易流動(dòng)液體，有刺 激性氣味。 熔點(diǎn)：－121℃，沸點(diǎn)：℃，相對(duì)密度：（18/4℃），閃點(diǎn)：（開杯）、相對(duì)分子質(zhì)量：，分子結(jié)構(gòu)： 甲基C原子以sp3雜化軌道成鍵，醛基C原子以sp2雜化軌道成鍵(CHO)、分子為極性分子。 環(huán)狀低聚物表 3 環(huán)狀低聚物的熔點(diǎn)和在PET中的含量種類熔點(diǎn)/℃PET中含量（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）/%n