Полибутилен терефталат (ПБТ) је високо{0}}термопластични полиестер високих перформанси који се широко користи у секторима као што су електроника, електрични уређаји, производња аутомобила и машине. Процес производње полибутилен терефталата је детаљно описан у наставку.
Припрема сировина
Примарне сировине за производњу полибутилен терефталата су терефтална киселина (ПТА) и 1,4-бутандиол (БДО). ПТА је бела кристална чврста супстанца или прах који захтева високу чистоћу - типично преко 99%. БДО је безбојна, вискозна течност; њен квалитет и чистоћа се такође морају обезбедити да би се олакшала накнадна реакција. Пре почетка производње, сировине се подвргавају ригорозном тестирању квалитета и претходној обради како би се уклониле нечистоће и влага.
Директни производни процес естерификације
1. Реакција естерификације
ПТА и БДО се пуне у реактор за естеризацију у специфичном молском односу (обично у распону од 1:1,1 до 1:1,5). Унутар реактора, ПТА и БДО се подвргавају естерификацији у присуству катализатора за производњу бис(4-хидроксибутил) терефталата (БХБТ) и воде. Уобичајени катализатори укључују типове на бази титана-и антимона-; катализатори на бази титанијума су омиљени због њихове високе активности и брзе реакције. Реакциона температура се генерално одржава између 220 степени и 250 степени, при чему се притисак одржава на атмосферском или благо позитивном нивоу. Током реакције, произведена вода се непрекидно дестилује да би се реакција покренула напред.
2. Реакција поликондензације
БХБТ добијен из фазе естерификације се преноси у реактор за поликондензацију. У условима високе температуре (240–260 степени) и високог вакуума (испод 100 Па), БХБТ пролази кроз поликондензацију да би се формирао полибутилен терефталат и 1,4-бутандиол. Како се реакција одвија, молекулска тежина полимера се постепено повећава. Мале количине стабилизатора и антиоксиданата се обично додају да би се побољшала брзина реакције и квалитет полимера. Реакција поликондензације захтева релативно дуго трајање, обично у распону од 2 до 4 сата.
3. Накнадна{1}}обрада
По завршетку реакције поликондензације, растопљени полимер се екструдира из реактора и подвргава се накнадним-фазама обраде-као што су хлађење и пелетизирање-да би се добиле пелете полибутилен терефталата (ПБТ). Хлађење се обично постиже водом или ваздухом да би се растопљени полимер брзо очврснуо. Пелетизатор сече охлађене полимерне нити у униформне пелете, олакшавајући складиштење и транспорт.
Процес производње трансестерификације
1. Реакција трансестерификације
Процес трансестерификације користи диметил терефталат (ДМТ) и 1,4-бутандиол као сировине. ДМТ и 1,4-бутандиол се стављају у реактор за трансестерификацију у одређеним размерама, где се реакција одвија у присуству катализатора (као што је ацетат). Реакциона температура се генерално одржава између 180 степени и 220 степени; метанол се ствара као нуспроизвод. Континуирана дестилација метанола покреће реакцију ка формирању бис(4-хидроксибутил) терефталата.
2. Поликондензација и накнадна{1}} обрада
Наредне фазе поликондензације и накнадне{0}}прераде за бис(4-хидроксибутил) терефталат добијен трансестерификацијом су у суштини исте као оне у процесу директне естерификације. Поликондензација се изводи у условима високе-температуре и високог вакуума, након чега следи хлађење и пелетизовање да би се добио финални производ.
Поређење два производна процеса
Директни процес естерификације нуди предности релативно ниских трошкова сировина (користећи терефталну киселину), мање реакционих корака и високу ефикасност производње. Међутим, захтева високу чистоћу сировине и укључује ригорозне услове реакције. Процес трансестерификације има користи од релативно благих услова реакције и нижих захтева за чистоћом сировине. Насупрот томе, ослања се на скупљи ДМТ и ствара метанол као нуспроизвод, што захтева опоравак и лечење.