PET合成DCPD不饱和聚酯技术
塑料工业与工程DCPD和PET组成不饱和聚酯的研讨刘正平张伟民董炳祥(北京师范大学化学系,北京100875)探讨了用双环戊二烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯废料组成不饱和聚酯树脂的方法:PET用二元醇醇解后,参加顺丁烯二酸酐和DCPD,在80- 120°C条件下滴加与DCPD等量的水进行反响,反响大概2.5h参加其它成分,升温酯化直至反响彻底。PET―守时,DCPD的含量影响不饱和聚酯同苯乙烯的互溶性和固化进程。DCPD和PET组成的不饱和聚酯树脂与规范树脂相对比:机械功用好,空干性好,处理了环境污染,具有极好的经济效益。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)很多用于涤纶纤维、包装容器、胶带和薄膜等生产傍边。但生产进程中会产生很多废料,以一个中等规划的聚酯纤维厂为例,每年就有一百多吨废丝。如果将聚酯废料经过醇解代替不饱和聚酯有些的二元醇不只回收了废物,并且可以使不饱和聚酯树脂(UPR)的本钱下降和功用有所改善,具有杰出的经济和社会效益。
罗马尼亚的Zhelev等人在1976年就申请了米用组成UPR的专利,Rebeizf1,Castano,Vaidya,项风钰,王德生5和王远通等人用PET组成UPR进行了研讨。可是依据咱们的经验,用PET制备UPR都有一个一起的缺点,聚酯同苯乙烯互溶性差,容易分层。为了处理这个疑问,咱们选用双环戊二烯(DCPD)改性UPR,探讨了DCPD的含量,技术道路对组成聚酯功用的影响。
1试验有些1.1原材料顺丁烯二酸酐(MA):工业级,天津中河化工厂;通明聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET):工业级,燕山树脂厂;一缩二乙二醇(DEG):工业级,燕山石化公司;双环戊二烯(DCPD):工业级,鞍山化工一厂;乙二醇(EG):工业级,燕山石化公司;对苯二酚:剖析纯,北京北郊农场化工厂;苯乙烯:工业级,燕山石化公司;醋酸锌:剖析纯,北京有机化工厂;促进剂:2%的钴液试验室克己;固化剂:50%的过氧化甲乙酮(MEPO),工业级,北京二五一厂。
1.2仪器电子主动平衡记载仪:XQC―100型,北京主动化仪表厂;超级恒温水槽:上海试验仪器厂;凝胶时刻测定仪:英国进口。1.3凝胶时刻和放热峰的测定0g钴液,置于25 C恒温水浴槽中,选用凝胶时刻测定仪测量凝胶时刻,并一起用电子主动平衡记载仪记载放热峰温度。
1.4功用测试空干性选用固化速度(表干时刻和实干时刻)表征,按GB1728―79测定;树脂浇铸体的曲折强度和拉伸强度别离按GB2570*81和GB2568*81测定。
2UPR树脂的组成原理反响分三步进行,首先是PET的醇解PET在热的二元醇和催化剂作用下,发作酯交换反响,PET逐渐降解生成摩尔质量较低的二元醇其次是醇解商品和顺丁烯二酸与DCPD进行加成反响,终究是醇酸经过缩合反响,生成改性UPR. 3成果与评论3.1DCPD参加技术道路的选择DCPD改性UPR的组成方法大致可分初始法、半酯法、封端法和水解加成法等。关于水解加成法,因为顺丁烯二酸酐的水解和顺丁烯二酸与DCPD的加成反响两个都是强放热反响。若将顺丁烯二酸酐、DCPD和水按配比一起投入反响器进行反响,两个强放热反响一起发作,使系统温度急剧上升难以操控,有些DCPD也许分解为环戊二烯,而环戊二烯又能与顺丁烯二酸进行双烯加成,消耗双键,使终究树脂活性下降。为了处理这个疑问,咱们选用的方法是首先将PET颗粒、催化剂(醋酸锌)和一缩二乙二醇和有些乙二醇投入装有温度计、电动拌和器、回流冷凝器和排气孔的反响器中,加热升温,高温回流醇解,当PET悉数溶解后,持续反响1h.降温到120C将顺丁烯二酸*:刘正平,男,1965年生,博士,教授,多年来一向从事高分子化学与物理专业教学作业,以及环境友好高分子和功用19高分子1等方向的研讨a作业已宣布论文余篇。PublishingHouse.Allrightsreserved.酐和DCPD参加反响器中,在80~120C滴加同DCPD等量的水,反响大概2.5h.然后再参加剩下的乙二醇逐渐升温进行缩聚反响,温度操控在210 *C以内,柱温不超过103 *C.当出水到达理论出水的2/3时,抽真空迫使少数缩水蒸出,酸值降到40mgKOH/g以下,中止抽真空。降温至180参加对苯二酚,拌和0.5h,持续降温到120 *C以下与苯乙烯掺合,掺合温度操控在70~90*C,终究冷却,过滤,即得商品。
DCPD对聚酯同苯乙烯互溶性的影响PET为构造对称的线型高聚物,用它生产的不饱和聚酯结晶倾向大,同苯乙烯互溶性差,树脂容易混池,发作分层影响运用。用DCPD进行端基关闭,一方面损坏聚酯分子构造的对称性,下降了聚酯的结晶才能;另一方面DCPD的构造同苯乙烯相似。两个方面的要素都有利于PET组成的不饱和聚酯同苯乙烯互溶。DCPD对聚酯同苯乙烯互溶性影响见表1.从表1可知,DCPD的摩尔分数大于5.4%时,聚酯能同苯乙烯彻底互溶,处理了分层疑问。
表1 DCPD对不饱和聚酯同苯乙烯互溶性的影响匕!一4外观分层稍有分层互溶、通明互溶、通明DCPD用量对树脂固化的影响为DCPD的用量对不饱和聚酯的凝胶时刻和固化放热峰的影响。从可见,DCPD的摩尔分数大于15%时,DCPD的用量己经影响树脂的凝胶时刻和放热峰。这显然是因为DCPD用量过多,在后期升温进程中剩下的DCPD分解为环戊二烯,而环戊二烯和DCPD富含的杂质如烯烃能与聚酯分子链中的不饱和双键发作加成反响,成果聚酯的不饱和双键削减,活性下降,固化减慢。
5与191UPR功用对比UP*5和191UPR的功用见表2~3,从表2可知,UP*5与通用型UPR相比具有很多优秀功用,如机械功用和空干性都好。这些优秀功用同聚酯的构造有关,本试验条件下,DCPD的引进加了单位分子链的双键数目使大有些聚酯分子链的端基富含双键,聚合,在表面较快地构成一层膜,使UPR不受氧气的阻聚作用。DCPD的引进加了刚性环的密度,使聚酯的物理功用进步。DCPD对聚酯封端,使端基亲水基团羧基和羟基大大削减,端基引进DCPD后空间位阻大,使端基上的酯基得到维护;对苯型UPR的功用本身比邻苯型UPR的功用优秀,因此运用DCPD和PET制备的聚酯化学稳定性进步。
表干时刻1实干时刻/h 1)UP―5不加白腊,191UPR加白腊。
表3 UPR浇铸体力学功用对比曲折强度/MPa拉伸强度/MPa巴氏硬度匕1)一5 4定论(1)用DCPD和PET制备不饱和聚酯的合理道路为:PET先在反响器中同有些二元醇进行高温醇解接着将顺丁烯二酸酐和DCPD参加反响器中,在80~120°C的条件下滴加同DCPD等量的水进行反响,这么因为醇解商品对系统的稀释,有利于吸收顺丁烯二酸酐水解反响和顺丁烯二酸与DCPD加成反响两个反响放出的热量;然后参加剩下二元醇,升温酯化直至反响彻底。
⑵DCPD含量直接影响不饱和聚酯同苯乙烯的互溶性和固化功用。DCPD摩尔分数大于5. 4%时,聚酯同苯乙烯彻底互溶,处理了分层疑问;DCPD摩尔分数大于15%时,影响不饱和聚酯的固化进程。
变成活性点1在:引起剂的作用下有部3分的双键被打Ashing骨架振荡峰。PDLLA的红外光谱图中有2 996cmCH3扩展振荡峰,2处无吸收峰,证实丙交酯环状构造不见,转化率很高。
3定论本试验用逐渐升温、期间减压脱水法使乳酸二聚成DL-LA.SnCk.2出0催化真空度为0.66kPa,蒸出DL-LA.以甲醇作溶剂,重结晶三次,熔点即可到达126收率21.7%DL-LA开环聚合,选用Sn(Oct)催化剂作用优于SnCV2H2,可经过不一样技术组成不一样摩尔质量的PDLLA.重均摩尔质量可到达10万以上。