废旧PET用环氧扩链剂
通过悬浮聚合的方法,将苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚,制备了一种废旧PET用环氧扩链剂。
通过红外光谱法确定了废旧PET用环氧扩链剂的分子结构,热分析结果表明苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯具有较好的热稳定性。
环氧当量测定及粘度测定结果表明废旧PET用环氧扩链剂应用性能与环氧类扩链剂4360S以及4370S基本相同,但在经济性方面明显优于以上两种产品,表明所制备的环氧类扩链剂具有良好的市场前景及市场竞争力。
近年来PET产量迅速增加,但随之而来的是废旧PET大量产生,据不完全统计,2007年全国约有160万吨~200万吨的PET需求量,其中PET瓶消费量就高达600亿只,大量一次性PET瓶的消费,带来了严重的回收再生问题。从环保和经济考虑,废旧PET的回收利用已成为当务之急,如何有效地回收这些PET已成为全社会普遍关注的问题。
回收PET(R2PET)最重要的就是提高其相对分子质量,而使用扩链剂对PET进行扩链增黏以增大分子量是目前研究的热点。
PET扩链剂主要有缩合型扩链剂、羧基加成型扩链剂、羟基加成型扩链剂、羧羟基同时加成型扩链剂。常用的口恶唑啉类化合物和环氧类化合物都是羧基加成型扩链剂。文献中对口恶唑啉类扩链剂已做了较详尽的报道,但对环氧类扩链剂研究较少。
产品名称:4,4'-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺),固化剂扩链剂MDEA
产品外观: 类白色粉末或颗粒
物理特性
熔点: 87-89℃
含量:≥99.0%
4,4'-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺),固化剂扩链剂MDEA是优秀的聚氨酯(PU)扩链剂和环氧树脂(EP)固化剂。能改善制品的机械和动力学性能。此外也可以作为聚酰亚胺的先导化合物和有机合成的中间体。在PU领域M-CDEA适用于浇铸型弹性体(CPU)、RIM弹性体和喷涂聚脲、胶粘剂、弹性体泡沫和热塑性聚氨酯(TPU)。EP领域适用于加工、预浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有机合成的中间体及聚脲树脂固化剂。
对环氧类和口恶唑啉类扩链剂做了对比实验,发现环氧类化合物的扩链效果要优于口恶唑啉类化合物。本文采用普通自由基悬浮共聚法制备了一种废旧PET用环氧扩链剂SMC,文献中未见报道,并达到了与市售的环氧类扩链剂ADR相近的扩链效果。
SMC合成路线:合成反应采用自由基共聚。主要单 体为苯乙烯和EMC。EMC可进行自由基化合反应,又能为合成产物提供环氧基团;苯乙烯电子流动性较大,易诱导极化,自由基反应活性较高。分散剂为聚乙烯醇,以减小反应中产生的大量的聚合热,避免暴聚。引发剂为AIBN,同时为控制最终产物的分子量,采用四氯乙烷为链转移剂。
实验步骤:10%NaOH溶液∶苯乙烯=1∶1,用 分液漏斗洗三次;再用蒸馏水按1∶1,用分液漏斗洗三次;设定水浴锅加热温度为60℃;在250mL四口烧瓶中加入100mL蒸馏水,0108g分散剂聚乙烯醇,恒温到60℃;分别取10mL除去阻聚剂的苯乙烯和一定比例的EMC单体,以及一定量的AIBN引发剂;将AIBN溶于苯乙烯然后加入EMC混合均匀后加入烧瓶;最后加入一定量的四氯乙烷;控制反应温度,逐步升高温度到70℃,反应到白色小颗粒析出,且不发粘,即可终止反应。时间约为5h。收集聚合物粒子,真空抽滤,用热蒸馏水充分洗涤,除去表面的分散剂和单体,干燥备用。
SMC的红外光谱测定。采用聚合物光反射法对合成的SMC共聚产物进行红外分析。R2PET与扩链剂反应共混。将R2PET在120℃干燥4h,冷却至室温,称取70g密封备用。将合成的扩链剂SMC与干燥后的R2PET在哈克转矩流变仪中共混,温度260℃,转子转速40r/min,反应时间30min,将反应后的PET取样。用市场上提供的环氧类扩链剂ADR重复上述实验进行对比。
特性黏数的测定。以质量比为1∶1的苯酚2四氯乙烷为溶剂,用乌氏黏度计分别测定(25±011)℃纯溶剂、R2PET和扩链后PET溶液的流出时间,用下式进行计算: [η]=[2(ηsp-lnηr)] 1/2 /C(dL/g)式中:[η]———特性黏数;C———样品质量浓度(g/mL);ηsp———增比黏度;ηr———相对黏度。
羧基含量的测定。将一定量的扩链后的PET溶于苯酚2氯仿(质量比为1∶1)溶剂中,以四溴苯酚为指示剂,用0101mol/L的KOH2甲醇标准溶液进行滴定。出现蓝色并且10s不褪色时,滴定达到终点。
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