高分子質(zhì)量聚酯擴鏈劑
本文嘗試采用高分子質(zhì)量聚酯擴鏈劑均苯四甲酸酐,考察高分子質(zhì)量聚酯擴鏈劑對PET擴鏈的影響。
近年來(lái)隨著(zhù)工業(yè)用絲、吹塑成型和熱加工成型品的需求日益增長(cháng),特別是輪胎簾子線(xiàn)、塑料吹瓶、高壓運輸帶以及各種工程塑料需求量的日益增加,迫切要求大的高分子質(zhì)量的聚酯。
反應擠出高分子質(zhì)量聚酯擴鏈劑擴鏈法是國際上新興的一種聚酯增黏方法,此法具有設備簡(jiǎn)單、操作性強、經(jīng)濟性好等優(yōu)點(diǎn),已成為聚酯增黏工作研究的重點(diǎn)。
主要原料。聚酯切片,特性黏度[η]=0.65dL/g;2,2’2雙(22噁唑啉)(BOZ),本實(shí)驗室按文獻自行合成;均苯四甲酸酐(PMDA),化學(xué)純;苯酚,分析純;1,1,2,22四氯乙烷,分析純;氯仿,分析純。
實(shí)驗設備。反應擠出機,長(cháng)徑比為35,本實(shí)驗室自行設計制造:包括主機、真空排氣系統、牽引機、冷卻裝置、切粒機;真空干燥箱,DZF26020;電子分析天平,BS224S;精密控溫玻璃水浴,SYP,控溫精度為±0.1℃。
實(shí)驗步驟。先將PET切片在160℃下真空干燥6h,冷卻后加入一定量的擴鏈劑,在高速混料機中混合均勻。除特殊說(shuō)明外,擠出機的各參數設定如下:螺筒各段溫度為:240,260,260(反應段),260,240℃(機頭),螺桿轉速為45r/min,反應段壓力為1kPa。擠出的條狀物料經(jīng)牽引、冷卻、切粒后即為產(chǎn)品。
性能表征。特性黏度([η])的測定將PET產(chǎn)品溶于苯酚2四氯乙烷溶液(mζm=1ζ1)中,配制成5g/L的溶液;采用烏氏黏度計,一點(diǎn)法測定,測定溫度(25±0.1)℃,采用(1)式計算PET的特性黏度: [η]=[2(ηsp-lnηr)]1/2 /CdL/g。 (1)式中:C為樣品質(zhì)量濃度,ηsp為增比黏度,ηr為相對黏度。
聚四亞甲基醚二醇雙對氨基苯甲酸酯,P1000類(lèi)產(chǎn)品與美國的740M結構相類(lèi)似,屬于同系列化合物,740M已被美國FDA批準可用于食品藥品接觸場(chǎng)合,P-1000亦應為無(wú)毒產(chǎn)品,使用時(shí)不會(huì )對工作場(chǎng)所和周?chē)巳涸斐赏{。
聚四亞甲基醚二醇雙對氨基苯甲酸酯(P1000)性能及用途:
聚四亞甲基醚二醇雙對氨基苯甲酸酯,P1000為液體,因此可在室溫下與預聚體混合,澆注和硫化,它可作為T(mén)DI和MDI體系的擴鏈劑,也可作為環(huán)氧樹(shù)脂固化體系的柔性改性劑。應用領(lǐng)域包括澆注、涂料、黏合劑、密封劑和噴涂體系,由于它的易加工性,決定了它特別適用于現場(chǎng)加工。XYLINK P-1000的室溫硫化體系與MDI/二醇熱硫化體系相比,不僅操作工藝簡(jiǎn)單,而且性能優(yōu)于后者。另外在室溫下硫化所得到的彈性體的收縮率低,這也是該擴鏈劑的一大特點(diǎn)。
羧基值的測定。將一定量樣品溶于苯酚2氯仿溶液(mζm=1ζ1)中,以四溴酚藍為指示劑,用0.01mol/L的KOH2甲醇標準溶液進(jìn)行滴定,出現藍紫色10s不消失即為終點(diǎn),同時(shí)用溶劑作空白校正。按式(2)計算羧基值: 羧基值=(V-V0)×N×103 /Gmol/t。(2)式中:V為試樣消耗標準溶液的體積,V0為空白試樣 消耗標準溶液的體積,N為標準溶液物質(zhì)的濃度,G為試樣質(zhì)量。
BOZ的擴鏈效果。在PET中加入少量BOZ后發(fā)生式(3)所示反應。當BOZ用量較少時(shí)會(huì )與2分子PET發(fā)生偶聯(lián)反應,提高產(chǎn)品的[η]并使端羧基值降低。當加入的BOZ過(guò)量時(shí)會(huì )發(fā)生封端反應。
BOZ用量對PET的[η]和羧基值的影響可以看出產(chǎn)品的[η]隨BOZ用量的增加呈現先升高后降低的趨勢;羧基值則隨著(zhù)BOZ用量的增加先降低后升高。當BOZ質(zhì)量分數低于0.25%時(shí),PET的[η]隨其用量增大而升高;而質(zhì)量分數超過(guò)0.25%以后產(chǎn)物的[η]隨其用量的增加呈下降趨勢。這是由于PET原料中的羧基含量有限,當BOZ用量較少時(shí)發(fā)生(3)式反應。用量過(guò)多時(shí)就會(huì )發(fā)生封端反應,對[η]的提高沒(méi)有作用。BOZ的最佳質(zhì)量分數為0.25%。此時(shí)PET的[η]達到最高值0.68dL/g,羧基值達到最低值14mol/t。
PMDA的擴鏈效果。PMDA可以與聚酯中大量存在的端羥基發(fā)生式(5),式(6)所示的偶聯(lián)或支化反應,使產(chǎn)品的[η] 提高。
聚酯Polyethylene terephthalate (PET)屬于高分子化合物。是由對苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)經(jīng)過(guò)縮聚產(chǎn)生聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),其中的部分PET再通過(guò)水下切粒而最終生成。纖維級聚酯切片用于制造滌綸短纖維和滌綸長(cháng)絲,是供給滌綸纖維企業(yè)加工纖維及相關(guān)產(chǎn)品的原料,滌綸作為化纖中產(chǎn)量最大的品種,占據著(zhù)化纖行業(yè)近80%的市場(chǎng)份額,因此聚酯系列的市場(chǎng)變化和發(fā)展趨勢是化纖行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。
同時(shí)聚酯還有瓶類(lèi)、薄膜等用途,廣泛應用于包裝業(yè)、電子電器、醫療衛生、建筑、汽車(chē)等領(lǐng)域,其中包裝是聚酯最大的非纖應用市場(chǎng),同時(shí)也是PET增長(cháng)最快的領(lǐng)域??梢哉f(shuō)聚酯切片是連接石化產(chǎn)品和多個(gè)行業(yè)產(chǎn)品的一個(gè)重要中間產(chǎn)品。
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