PET廢舊塑料瓶回收擴鏈劑
分別使用雙口惡唑啉(BOZ)、均苯四酐(PMDA)及兩者的混合物作為PET廢舊塑料瓶回收擴鏈劑,研究PET廢舊塑料瓶回收擴鏈劑種類(lèi)、PET廢舊塑料瓶回收擴鏈劑用量和反應擠出機加工工藝條件對PET產(chǎn)品相對分子質(zhì)量(-Mη)的影響。
實(shí)驗結果表明:在擴鏈劑用量均為0。2%(質(zhì)量分數)時(shí),BOZ可使產(chǎn)品的-Mη提高4600g/mol;BOZ和PMDA聯(lián)用有一定的擴鏈效果,但不夠理想;而使用PMDA可使產(chǎn)品的-Mη提高9300g/mol,達到33300g/ mol,擴鏈效果顯著(zhù)。使用PMDA為擴鏈劑時(shí),反應擠出機的最佳工藝條件為:反應段溫度260℃、螺桿 轉速45r/min、真空度011MPa。
隨著(zhù)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)在食用液體軟包裝領(lǐng)域的廣泛應用,帶來(lái)了大量廢舊飲料瓶的回收問(wèn)題。如果單純使用普通擠出機加工,則在擠出加工過(guò)程中很容易發(fā)生水解、熱解等反應,導致產(chǎn)品的相對分子量較低,其力學(xué)性能不能滿(mǎn)足下游制品成型加工的要求。 PET擴鏈增粘所用擴鏈劑有羧基加成型和羥基加成型,通常實(shí)施的方法有固相縮聚法和熔融擴鏈法。
本文采用國際上新興的反應擠出擴鏈法,即采用縮聚型的反應擠出機,使物料填加擴鏈劑后在螺筒中熔融,再在較高真空度、螺桿持續攪拌、平均停留時(shí)間約為5min內進(jìn)行擴鏈縮聚。該方法能提高產(chǎn)品的分子量,特別適合于PET瓶片的回收加工。文中分別使用雙口惡唑啉、均苯四酐和兩者混合物作為PET的擴鏈劑,研究了其用量對PET分子量的影響,并探索了PMDA為擴鏈劑時(shí)反應擠出的最佳工藝條件。
實(shí)驗原料?;厥诊嬃掀科?簡(jiǎn)稱(chēng)PET瓶片):經(jīng)十余次隨機抽樣檢測,測得 其平均特性黏度為0。65g/L,計算出平均粘均分子量(-Mη)為24000g/mol;雙口惡唑啉:學(xué)名為2,2′2雙(22口惡唑啉),縮寫(xiě)BOZ,本實(shí)驗室按文獻自行合成;均苯四酐:學(xué)名為均苯四甲酸二酐,縮寫(xiě)PMDA,化學(xué)純;1,1,2,22四氯乙烷:分析純;苯酚:分析純。
3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷(環(huán)脂胺固化劑擴鏈劑dacm,macm)
產(chǎn)品應用:產(chǎn)品性能與巴斯夫(BASF)的dmdc(即 Laromin C260或Baxxodour EC331)一樣;用途如下:
1、用于環(huán)氧樹(shù)脂固化劑(高檔打磨,飾品膠);
2、環(huán)氧涂料固化劑(船舶漆,重防腐漆等工業(yè)建筑漆);
3、還氧復合材料固化劑(風(fēng)力葉片固化劑,風(fēng)力模具料固化劑,膠輥固化劑);
4、應用用于聚氨酯(PU),聚脲噴涂彈性體(SPUA)等的擴鏈劑,助劑;
5、應用于聚天門(mén)冬氨酸酯,聚酰胺(PA)等.
6、用于合成異氰酸酯,進(jìn)一步制備成UV涂料、PU漆、透明彈性體及膠粘劑等,此外,也應用于聚酰胺和環(huán)氧樹(shù)脂工業(yè)。
推薦用量:配合比100:32(相對于EEW=190環(huán)氧樹(shù)脂),可使用時(shí)間400min(25°150g)。
儀器設備??s聚型反應擠出機:螺桿直徑30mm,長(cháng)徑比為35;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±011℃。
反應擠出擴鏈試樣制備。先將PET瓶片在160℃的真空干燥箱中真空干燥6h,按照文中比例加入一定量的擴鏈劑,在高速混料機中混合均勻。除文中特別指明外,一般設定擠出機螺筒各段溫度為:240℃、260℃、260℃(反應段)、260℃、240℃(機頭),螺桿轉速為45r/min,反應段真空度為011MPa。擠出條狀物料經(jīng)牽引、冷卻、切粒即 為產(chǎn)品。
產(chǎn)品粘均分子量-Mη的測定。用電子天平準確稱(chēng)量一定量的PET產(chǎn)品,溶于苯酚2四氯乙烷溶液(m∶m=1∶1)中,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]: [η]=[2(ηsp-lnηr)] 1/2 /C(1)式中:C———樣品質(zhì)量濃度(g/L);ηsp———增比黏度;ηr———相對黏度。產(chǎn)品PET的粘均分子量-Mη計算: [η]=K-Mη (2)計算時(shí)式中常數K、α取值為:K=2.75×10-4,α=0.77。
PET塑料分子結構高度對稱(chēng),具有一定的結晶取向能力,故而具有較高的成膜性和成性。PET塑料具有很好的光學(xué)性能和耐候性,非晶態(tài)的PET塑料具有良好的光學(xué)透明性。
另外PET塑料具有優(yōu)良的耐磨耗摩擦性和尺寸穩定性及電絕緣性。PET做成的瓶具有強度大、透明性好、無(wú)毒、防滲透、質(zhì)量輕、生產(chǎn)效率高等因而受到了廣泛的應用。PBT與PET分子鏈結構相似,大部分性質(zhì)也是一樣的,只是分子主鏈由兩個(gè)亞甲基變成了四個(gè),所以分子更加柔順,加工性能更加優(yōu)良。
PET是乳白色或淺黃色高度結晶性的聚合物,表面平滑而有光澤。耐蠕變、抗疲勞性、耐摩擦性好,磨耗小而硬度高,具有熱塑性塑料中最大的韌性;電絕緣性能好,受溫度影響小,但耐電暈性較差。無(wú)毒、耐氣候性、抗化學(xué)藥品穩定性好,吸濕性高,成型前的干燥是必須的。耐弱酸和有機溶劑,但不耐熱水浸泡,不耐堿。
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