پلی بوتیلن ترفتالات (PBT) یک پلی استر ترموپلاستیک با کارایی بالا-است که به طور گسترده در بخش‌هایی مانند الکترونیک، لوازم الکتریکی، خودروسازی و ماشین‌آلات استفاده می‌شود. فرآیند تولید پلی بوتیلن ترفتالات در زیر به تفصیل شرح داده شده است.
تهیه مواد خام
مواد اولیه اولیه برای تولید پلی بوتیلن ترفتالات ترفتالیک اسید (PTA) و 1،4-بوتاندیول (BDO) است. PTA یک جامد یا پودر کریستالی سفید است که به خلوص بالا - معمولاً بیش از 99٪ نیاز دارد. BDO یک مایع بی رنگ و چسبناک است. کیفیت و خلوص آن نیز باید برای تسهیل واکنش بعدی تضمین شود. قبل از شروع تولید، مواد خام برای حذف ناخالصی ها و رطوبت تحت آزمایش های کیفی و پیش تصفیه دقیق قرار می گیرند.
فرآیند تولید مستقیم استریفیکاسیون
1. واکنش استریفیکاسیون
PTA و BDO در یک راکتور استریفیکاسیون با نسبت مولی خاص (معمولاً از 1:1.1 تا 1:1.5) شارژ می شوند. در داخل راکتور، PTA و BDO در حضور یک کاتالیزور برای تولید بیس(4{7}هیدروکسی بوتیل) ترفتالات (BHBT) و آب تحت استری‌سازی قرار می‌گیرند. کاتالیزورهای متداول شامل انواع مبتنی بر-تیتانیوم و آنتیموان-می باشد. کاتالیزورهای مبتنی بر تیتانیوم به دلیل فعالیت بالا و سرعت واکنش سریع مورد علاقه هستند. دمای واکنش به طور کلی بین 220 درجه و 250 درجه حفظ می شود، با فشار در سطوح جوی یا کمی مثبت نگه داشته می شود. در طول واکنش، آب تولید شده به طور مداوم تقطیر می شود تا واکنش را به جلو هدایت کند.
2. واکنش چند تراکمی
BHBT به دست آمده از مرحله استری شدن به یک راکتور پلی تراکم منتقل می شود. تحت شرایط دمای بالا (240-260 درجه) و خلاء بالا (زیر 100 Pa)، BHBT تحت پلی تراکم قرار می گیرد تا پلی بوتیلن ترفتالات و 1،4-بوتاندیول را تشکیل دهد. با ادامه واکنش، وزن مولکولی پلیمر به تدریج افزایش می یابد. مقادیر کمی از تثبیت کننده ها و آنتی اکسیدان ها معمولا برای افزایش سرعت واکنش و کیفیت پلیمر اضافه می شوند. واکنش polycondensation به مدت زمان نسبتاً طولانی نیاز دارد که معمولاً بین 2 تا 4 ساعت متغیر است.
3. ارسال{1}}در حال پردازش
پس از اتمام واکنش پلی تراکم، مذاب پلیمری از راکتور اکسترود می شود و تحت مراحل{0}پس از پردازش{1}}مانند خنک سازی و گلوله سازی{2}}برای تولید گلوله های پلی بوتیلن ترفتالات (PBT) قرار می گیرد. خنک سازی معمولاً از طریق آب یا هوا برای جامد شدن سریع مذاب پلیمری حاصل می شود. پلت ساز رشته های پلیمری خنک شده را به گلوله های یکنواخت برش می دهد و ذخیره سازی و حمل و نقل را تسهیل می کند.
فرآیند تولید ترانس استریفیکاسیون
1. واکنش ترانس استریفیکاسیون
در فرآیند ترانس استریفیکاسیون از دی متیل ترفتالات (DMT) و 1،4-بوتاندیول به عنوان مواد خام استفاده می شود. DMT و 1،4-بوتاندیول به نسبت های خاصی به راکتور ترانس استریفیکاسیون شارژ می شوند، جایی که واکنش در حضور یک کاتالیزور (مانند استات) ادامه می یابد. دمای واکنش به طور کلی بین 180 درجه و 220 درجه حفظ می شود. متانول به عنوان یک محصول جانبی تولید می شود. تقطیر مداوم متانول واکنش را به سمت تشکیل بیس (4-هیدروکسی بوتیل) ترفتالات سوق می دهد.
2. چند متراکم شدن و{1}} پردازش
مراحل پلی تراکم بعدی و{0}}پس از پردازش برای بیس(4-هیدروکسی بوتیل) ترفتالات که از طریق ترانس استریفیکاسیون به دست می‌آید، اساساً همان مراحل فرآیند استری‌سازی مستقیم است. چند متراکم شدن در دمای بالا و شرایط خلاء بالا انجام می‌شود و به دنبال آن خنک‌سازی و گلوله‌سازی برای به دست آوردن محصول نهایی انجام می‌شود.
مقایسه دو فرآیند تولید
فرآیند استریفیکاسیون مستقیم مزایای هزینه های نسبتا کم مواد خام (استفاده از اسید ترفتالیک)، مراحل واکنش کمتر و راندمان تولید بالا را ارائه می دهد. با این حال، نیاز به خلوص مواد خام بالایی دارد و شامل شرایط واکنش شدید است. فرآیند ترانس استریفیکاسیون از شرایط واکنش نسبتاً ملایم و نیازهای خلوص مواد خام کمتر بهره می برد. برعکس، به DMT گران‌تر متکی است و متانول را به عنوان یک محصول جانبی تولید می‌کند که نیاز به بازیابی و درمان دارد.