對苯二甲酸與乙二醇的聚合物。英文縮寫為PET。主要用於製造聚對苯二甲酸乙二酯纖維（中國商品名為滌綸，見彩圖）。

聚酯（聚對苯二甲酸乙二酯）長絲 這種纖維強度高，其織物穿著性能良好，目前是合成纖維中產量最高的一個品種，1980年世界產量約510萬噸，占世界合成纖維總產量的49％。

　　簡史　1941年J.R.溫菲爾德和J.T.迪克森在W.H.卡羅瑟斯關於脂肪族線型聚酯的研究基礎上，用對苯二甲酸與乙二醇反應，制得聚對苯二甲酸乙二酯。由於第二次世界大戰的爆發，它的發展遲緩瞭，直到1945年才開始工業性研究。英國帝國化學工業公司於1947年和美國杜邦公司於1950年開始建立瞭工業規模的纖維工廠，纖維的商品名為Terylene。

　　性質　分子結構的高度對稱性和對亞苯基鏈的剛性，使此聚合物具有高結晶度、高熔融溫度Tm和不溶於一般有機溶劑的特點。熔融溫度為257～265℃；它的密度隨著結晶度的增加而增加，非晶態的密度為1.33克/厘米3，拉伸後由於提高瞭結晶度，纖維的密度為1.38～1.41克/厘米3，從 X射線研究，計算出完整結晶體的密度為1.463克/厘米3。非晶態聚合物的玻璃化溫度Tg為67℃；結晶聚合物的Tg為81℃。聚合物的熔化熱為113～122焦/克，比熱容為1.1～1.4焦/(克·開)，介電常數為3.0～3.8，比電阻為1011～1014歐·厘米。PET不溶於普通溶劑，隻溶於某些腐蝕性較強的有機溶劑如苯酚、鄰氯苯酚、間甲酚、三氟乙酸的混合溶劑。PET纖維對弱酸、弱堿穩定。

　　合成　常用的合成方法有：對苯二甲酸二甲酯與乙二醇的酯交換、對苯二甲酸與乙二醇直接酯化、對苯二甲酸與環氧乙烷直接酯化。其中用於大規模工業生產的是前二法。後法隻在日本有工業化規模的裝置。三種方法不同之處，在於中間體對苯二甲酸雙羥乙酯的合成方法不同。

　　①對苯二甲酸二甲酯與乙二醇進行酯交換，合成對苯二甲酸雙羥乙酯：

在酯交換反應的同時進行著預縮聚反應，生成對苯二甲酸雙羥乙酯的低聚物。對苯二甲酸二甲酯與乙二醇的摩爾比為1：2.5～1：4.5，反應溫度為150～190℃，在常壓下進行，反應介質為乙二醇。酯交換反應為可逆反應，過量乙二醇有利於反應正向進行。通過不斷地蒸出甲醇，使反應向生成對苯二甲酸雙羥乙酯的方向推移。金屬鹽，特別是可溶性的鈣、錳、鈷、鋅化合物可做為酯交換催化劑，它的加入量為對苯二甲酸二甲酯重量的0.05%～0.1%。酯交換反應為一級反應。

　　②對苯二甲酸與乙二醇直接酯化，合成對苯二甲酸雙羥乙酯：

60年代美國阿莫克公司開發瞭對二甲苯空氣氧化並精制得到高純度的對苯二甲酸以後，此法才實現工業化。酯化反應是可逆的，反應中生成的水必須不斷地蒸發掉，以便反應迅速進行。由於對苯二甲酸不溶於乙二醇中，所以反應在固液兩相中進行，均勻性差，反應慢，而提高反應溫度和壓力又易生成一縮乙二醇。後來有人研究用預先制備的對苯二甲酸雙羥乙酯和它的線型低聚物作介質，使對苯二甲酸溶解其中，克服瞭上述缺點，大大地加大瞭反應速率。不用催化劑，反應壓力為3～5巴，溫度為260～265℃，40～60分鐘即可完成反應，酯化度達到98％以上，使直接酯化實現瞭工業化。直接酯化用的對苯二甲酸和乙二醇的摩爾比為1：1.15。由於直接酯化不用催化劑，減少瞭由於催化劑引起的熱降解及其他副反應。所得聚酯熱穩定性好，端羥基含量較低，在以後的縮聚反應中可以不加穩定劑。

　　③對苯二甲酸和環氧乙烷的加成反應制備對苯二甲酸雙羥乙酯。從反應式上看是最簡單的方法，不需要將環氧乙烷制成乙二醇：

但是在實踐中會遇到許多困難，因為容易生成許多副產物，包括環氧乙烷聚合成聚醚和聚醚與對苯二甲酸的反應，使醚鍵引入聚酯鏈中，降低聚酯的熔融溫度。

　　對苯二甲酸雙羥乙酯的聚合反應　是通過酯交換進行的縮合聚合：

縮聚反應可看作對苯二甲酸雙羥乙酯與在增長中的聚酯鏈之間的酯交換反應，因此用於酯交換反應的催化劑對縮聚反應也有催化作用。縮聚反應常用的催化劑有銻、鍺、鈦、鈷、錳等金屬的有機鹽、氧化物、醇化物。加入量為500ppm。在工業上常用的是乙酸鹽或醇化物，它們能很好地溶解於反應混合物中。銻、鍺、鈦化合物對縮聚反應催化作用效率較高，對聚酯熱降解作用較小，制得聚酯接近無色；但對酯交換反應幾乎無催化作用，因此在酯交換反應階段必須加入鈷、錳、鋅、鈣等催化劑。為瞭減少這些催化劑對聚酯熱穩定性的影響，要加入穩定劑。工業上常用的穩定劑有磷酸酯和亞磷酸酯類化合物，例如磷酸三甲酯和亞磷酸三苯酯。工業生產中溫度控制在275～280℃之間，真空度控制在0.1～0.5毫米汞柱，以除去反應中生成的乙二醇。制造服裝用纖維的聚酯，其平均聚合度pn約為100，相當於分子量為20000。熔融聚合物可以直接紡絲，也可以在水中固化後切粒，得到聚酯切片。

　　聚合中的副反應　在縮聚過程中也伴隨著 PET的熱降解，使分子量降低。聚合物鏈每次斷裂產生一個端羧基。在230℃固相中就會發生熱氧降解。PET的熱穩定性隨著氧濃度的增高和一縮乙二醇含量的增加而降低。在300℃空氣中，聚酯熔體形成凝膠粒子，嚴重影響聚合物的可紡性。高溫下微量水的存在使聚酯發生水解，其速率比熱降解大104倍，比熱氧降解大5×103倍。因此，聚酯切片在紡絲前必須經過嚴格的幹燥，含水量要求達到0.005％～0.01％，才能有效地防止水解。另一副反應是醚的生成，使其熱穩定性變差，熔融溫度降低。每增加1%（重量）一縮乙二醇，大約使聚酯的熔融溫度降低5℃。

　　應用　主要做合成纖維的原料。短纖維可與棉花、羊毛、麻混紡，制成服裝用紡織品或室內裝飾用佈；長絲可做服裝用絲或工業用絲，如用於濾佈、輪胎簾子線、降落傘、輸送帶、安全帶等。薄膜可作片基，用於感光膠片、錄音磁帶。註射模塑件可做包裝容器。

　　

參考書目

　H.路德維希著，天津化學纖維試驗廠譯：《聚酯纖維的化學與工藝學》，輕工業出版社，北京，1978。(H.Ludwig，Polyester-Chemie und Technologie，Akademie-Verlag，Berlin，1975.)

　B.von Falkai，Synthesefasern，Verlag－Chemie，Weinheim，1981.