Политриметилентерефталат

Политриметилентерефталат (PTT, ПТТ, ПТМТФ), полученный в 1941 году и производимый посредством конденсации терефталевой кислоты и 1,3 пропандиола, только сейчас стал использоваться в коммерческих целях для литьевого формования и экструдирования. Первоначально очень дорогостоящий 1,3 пропандиол серьезно снижал перспективность производства политриметилентерефталата, однако благодаря разработанной в последствии более эффективной технологии его производства, и за счет этого десятикратного снижения цены на 1,3-пропандиол, политриметилентерефталат вышел на рынок в схожем ценовом диапазоне с основными конкурентами, такими как ПЭТ и ПБТ.

Применение политриметилентерефталата

Приоритетными областями применения для ПТМТФ являются ковровые покрытия и текстильные волокна, которые благодаря свойствам материала приобретают высокую эластичность, отличную коррозионную стойкость и яркость цвета. Также одной из важных областей применения является его использование в качестве литьевого материала. Образцы версии вещества с большей молекулярной массой доступны в форме смесей и компаундов.

Перспективные сферы применения включают крупные внешние панели автомобилей и рекреационного, сельскохозяйственного и внедорожного транспорта, электроприборы и промышленные установки, а также крупные плоские декоративные и строительные панели. Политриметилентерефталат может экструдироваться в биаксильно ориентированные пленки, благодаря чему производители пленок используют смесь ПЭТ и полиметилентерефталата, замещающую ПВХ в усадочных пленках для промышленного пакования бутылок.

Свойства политриметилентерефталата

Конструкционный кристаллизующийся материал, по одним свойствам напоминает PBT, по другим - PET. Температура плавления: 225 - 228 ^оС. Температура стеклования: 45 - 75 ^оС. Материал быстро кристаллизуется. Имеет хорошие механические свойства. Жесткость и прочность PTT выше, чем у PBT и PC. Отличается хорошими диэлектрическими характеристиками. Химически стоек. Рекомендуется для точного литья. Имеет высокую стабильность размеров.

Показатели марок (приводятся характерные значения показателей для литьевых марок, выпускаемых современной промышленностью).

Показатели	PTT	PTT + 30% стекловолокна
Физические
Плотность (23 ^оС), г/см³	1.32 - 1.35	1.55 - 1.57
Механические
Прочность при растяжении (23 ^оС), МПа	60 - 67	117 - 245
Модуль упругости при растяжении (23 ^оС), МПа	2400 - 2760	8964 - 11000
Относительное удлинение в пределе текучести (23 ^оС), %	5.5
Относительное удлинение при растяжении (23 ^оС), %	15	1.5 - 2.5
Разрушающее напряжение при изгибе (23 ^оС), МПа	98	165
Модуль упругости при изгибе (23 ^оС), МПа	2400 - 2758	8274 - 9600
Модуль ползучести (23 ^оС, 1 ч)	2300
Модуль ползучести (23 ^оС, 1000 ч)	1500
Ударная вязкость по Шарпи (без надреза, 23 ^оС), кДж/м²		50
Ударная вязкость по Шарпи (с надрезом, 23 ^оС), кДж/м²		9
Ударная вязкость по Изоду (с надрезом, 23 ^оС), кДж/м	48	107
Коэффициент Пуассона (23 ^оС)	0.38	0.34
Теплофизические
Температура изгиба под нагрузкой (0.46 МПа), ^оС	125	226
Температура изгиба под нагрузкой (1.8 МПа), ^оС	59	207 - 216
Коэффициент теплопроводности (23 ^оС), Вт/(м^.оС)	0.2
Коэфф. линейного термического расширения (23 - 55 ^оС), 1/^оС		0.07 – 0.83
Электрические
Удельное объемное электрическое сопротивление (23 ^оС), Ом^.см	10¹⁶	10¹⁵
Удельное поверхностное электрическое сопротивление (23 ^оС), Ом		8 х 10¹³
Диэлектрическая проницаемость (23 ^оС, 100 Гц)		4.2
Диэлектрическая проницаемость (23 ^оС, 1 МГц)		4.0
Тангенс угла диэлектрических потерь (23 ^оС, 100 Гц)		0.0012
Тангенс угла диэлектрических потерь (23 ^оС, 1 МГц)		0.0155
Контрольный индекс трекингостойкости, В	575	350
Другие
Водопоглощение (23 ^оС, 24 ч, при погружении), %		0.08

Политриметилен терефталат – быстро кристаллизирующаяся смола плотностью 1,35 г/см куб., которая может быть экструдирована, использована в формовании и литье с раздувом. Она легче обрабатывается и меньше подвержена впитыванию влаги, чем ПЭТ и имеет механические свойства, располагающимися в промежуточных значениях к ПЭТ и ПБТ. Добавление 30% стекла позволяет добиться свойств, эквивалентых или даже немного лучших, чем свойства так же упрочненного ПБТ. Также политриметилентерефталат позволяет добиться гладкой, блестящей поверхности с зеркальным отражением формуемой детали. Полимер более устойчив к деформациям, чем другие полиэфиры и лучше принимает пигменты, чем ПБТ, благодаря чему в два раза меньшее содержание пигментов обеспечивает эквивалентную яркость.

Производство политриметилентерефталата

Основные производители политриметилентерефталата: DuPont, The Dow Chemicals Company, Alpek SAB de CV, Sinopec Group, Huvis Corp., BASF SE, Indorama Ventures, RTP Campany, Nan Ya Plastic Corporation, CR Chemical Materials Technology Inc, Far Eastern New Century, Qadrant AG, Jiangsu Sanfangxiang Group, Indorama Ventures Public Company Limited.

В настоящее время основными способами производства 1,3-пропандиола из глицерина путем ферментации являются:

1) конверсия глицерина в 1,3-пропандиол ферментацией в анаэробных условиях с использованием Enterobacteria (патент США 5254467, ЕР 0373230 A1);

1-ректификационная колонна, 2-экстракционная колонна, 3-колонна рекуперации альдегидов, 4-ректификационная колонна, 5-флотатор.

2) производство 1,3-пропандиола ферментацией в анаэробных условиях с использованием анаэробных бактерий, например, Klebsiella

3) производство 1,3-пропандиола ферментацией в микроаэробных условиях с использованием бактерий Klebsiella (Ван Дзянь-фен и др. Исследование микроаэробной конверсии глицерина в 1,3-пропандиол с использованием бактерий Klebsielle pneumoniae. Modern Chemical Industry, 2001, 21 (5): 28-31. Сю Чжи-лонг и др. Способ производства 1,3-пропандиола ферментацией с использованием бактерий в микроаэробных условиях, опубликованный патент КНР №1348007);

4) производство 1,3-пропандиола и 2,3-бутандиола ферментацией в анаэробных условиях с использованием бактерий Klebsiella (Библ и др. Ферментация глицерина для получения 1,3-пропандиола и 2,3-бутандиола. Appl Microbiol Biotechnol, 1998, 50:24-29).