涤纶聚酯由对苯二甲酸与乙二醇缩聚而成,遵循线形缩聚的普遍规律。生产涤纶聚酯,先后发展有酯交换法和直接酯化法两种合成技术。
(1)酯交换法或间接酯化法
这是传统生产方法,由甲酯化,酯交换,终缩聚三步组成,甲酯化的目的是便于对苯二甲酸二甲酯精制提纯。
①甲酯化:对苯二甲酸与稍过量甲醇反应,先酯化成对苯二甲酸二甲酯。蒸出水分,多余甲醇,苯甲酸甲酯等低沸物,再经精馏,即得纯的对苯二甲酸二甲酯。
②酯交换:190~200℃下,以醋酸镉和三氧化锑作催化剂,使对苯二甲酸二甲酯与乙二醇(摩尔比约1:2.4)进行酯交换反映,形成聚酯低聚物。馏出甲醇,使酯交换充分。
③终缩聚:在高于涤纶熔点下,如283℃,以三氧化锑为催化剂,使对苯二甲酸乙二醇酯自缩聚或酯交换,借减压和高温,不断馏出副产物乙二醇,逐步提高聚合度。
甲酯化和酯交换阶段,并不考虑等基团数比。终缩聚阶段,根据乙二醇的馏出量,自然的调节两基团数的比,逐步逼近等物质的量,略使乙二醇过量,封锁分子两端,达到预定聚合度。
(2)直接酯化法
对苯二甲酸提纯技术解决后,这是优先选用的经济方法。对苯二甲酸与过量乙二醇在200℃下先酯化成低聚合度(如X=1~4)聚对苯二甲酸乙二醇酯,而后在280℃下终缩聚成高聚合度的*终聚酯产品(n=100~200),这一步与间接酯化法相同。
随着缩聚反应程度的提高,体系粘度增加。在工程上,将缩聚分段在两反应器内进行更为有利。前段预缩聚:270℃,2000~3300Pa。后段终缩聚:280~285℃,60~130Pa。