高分子质量PET扩链剂
近来,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)广泛应用在瓶用切片、工业用丝和工程塑料中,对高分子质量PET的需要量越来越大。生产高分子质量PET的方法有直接合成法、固相缩聚法和大分子端基反应法。
使用高分子质量PET扩链剂,选择合适的工艺条件,在螺杆挤出机与大分子端基反应,提高分子质量,是可行的方法。我们采用常规PET切片,通过粘附剂在高速混合机中与高分子质量PET扩链剂混合,再用螺杆挤出机反应挤出造粒,考察了高分子质量PET扩链剂、扩链反应条件及复合扩链剂对PET扩链反应的影响,以适合于工业化应用。
扩链剂对PET性能的影响扩链反应。PET切片真空干燥(120℃,2h,升到160℃,保温4h),加入高速混合机中,与少量粘附剂混合1min,再加入粉状扩链剂混合3min。将混合物加入 螺杆挤出机,反应挤出。
特性粘数用乌氏粘度计测定,25℃;溶剂:苯酚/四氯乙烷(1/1,w),按一点法公式[η]=[(1+1。4 ηsp)1/2]/0。7C,C为100mL溶剂中含PET克数。羧基含量(CV)用中和法测定,将PET溶于苯酚/氯仿(2/3,w)溶液,溴酚蓝为指示剂,0。02N氢氧化钾/甲醇溶液滴定。
扩链剂PBO用量对扩链效果的影响。,扩链后产物的羧基含量(CV)可以看出,随着PBO用量增加,扩链效果上升,但用量超过0。8%以后,反而略有下降。随PBO用量上升,CV迅速下降,超过0。8%以后,反而上升。 PBO的扩链原理是双口恶唑啉化合物可与两个PET端羧基产生大分子偶联反应,使分子质量增加,[ η]上升,CV值下降。
PBO用量对产物CV的影响 T=240℃ V=100r/min 一分子PET与PBO反应,分子质量不增,但是 羧基数下降。 理论上,1个PBO分子可以与2个PET上的羧基反应,但实际上有些PBO分子并未联结2个PET分子。PBO最佳用量为 PET的0。8%,即理论用量为2。6时,扩链效果较好。
产品名称:4,4'-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺),固化剂扩链剂MDEA
分子式:C21H30N2
分子量:310.49
CAS: 13680-35-8
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。
反应温度对扩链效果的影响。其中,温度指螺杆机4~7区温度,机头温度均为240℃。随反应温度上升,扩链效果下 降,温度再低于220℃,则造成塑化不良。螺杆挤出机的指示温度,只表示螺杆料筒上热电偶温度,PET切片在经过螺杆时,螺杆转动的机械能通过物料的变形、摩擦转变为热能,物料温度可高于指示的温度30~50℃,所以在指示温度220℃时,物料温度可达到熔点以上,使PET熔融。
温度升高,一方面有利于端羧基形成促进偶联反应;另一方面,由于系统中不可避免带入微量水,高温下水解:—COO+H2O—COOH+HO—产生的端羧基如不能进行偶联反应, 就会使分子质量下降。结果表明,这一反应影响更大。由于挤出过程产生新的端羧基,PBO用量因此上升。同时,由于切片未用N2置换,切片空隙氧气在高温下与PET发生热氧化降解,使分子质量下降。
螺杆转速对扩链效果的影响。随着螺杆转速的提高,扩链效果下降。用扩链剂使PET扩链,可以把螺杆挤出机看成是一个反应器,进行反应性挤出。一般反应性挤出合适的时间是几秒到20min。 物料在螺杆中停留时间Q与料筒长度L、转速 N和导程长度Z的关系为Q=2L/ZN。导程长度L 取决于螺槽深度。因此,当螺杆尺寸决定后,停留时间即反应时间与转速N成反比。因此,转速提高、反应时间缩短、偶联反应不完全,再加上螺杆转动的力降解,也使分子质量得以下降。
PBO2苯酐联用对扩链效果的影响。PET由对苯二甲酸二羟乙酯缩聚而成,其端基 应该都是羟基,羧基只是裂解后的产物,数量有限,因而偶联反应效果也有限。若先用苯酐(PD)与PET羟基作用,形成羧端基,可能对扩链效果有影响。PBO与PD联用,扩链效果不明显,可能加入PD后促进了大分子裂解,抵消了扩链反应。
结论。a)以1,3苯-双口恶唑啉(PBO)为扩链剂,随PBO用量增加,扩链效果提高,CV值下降。但用量 过多,扩链效果变差。b)反应温度提高,扩链效果下降。c)螺杆转速提高,扩链效果下降。 d)用苯酐与PBO联用,对扩链效果影响不大。
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