固态缩聚PET扩链剂
对比研究了固态缩聚PET扩链剂偶联的固态缩聚的PET的热行为,固态缩聚PET扩链剂实验表明摩尔质量对熔融和熔体结晶峰温有一定影响,而固态缩聚的PET的热行为则还与反应过程中的结晶作用有关。
近年来随着工业用丝、吹塑成型和热加工成型品的需求日益增长,特别是轮胎帘子线、塑料吹瓶、高压运输带以及各种工程塑料需求量的日益增加,迫切要求大的高分子质量的聚酯。反应挤出扩链法是国际上新兴的一种聚酯增黏方法,此法具有设备简单、操作性强、经济性好等优点,已成为聚酯增黏工作研究的重点。本文尝试采用固态缩聚PET扩链剂,考察它们对PET扩链的影响。
主要原料。聚酯切片,特性黏度[η]=0.65dL/g;2,2’2双(22噁唑啉)(BOZ),本实验室按文献自行合成;均苯四甲酸酐(PMDA),化学纯;苯酚,分析纯;1,1,2,22四氯乙烷,分析纯;氯仿,分析纯。
实验设备。反应挤出机,长径比为35,本实验室自行设计制造:包括主机、真空排气系统、牵引机、冷却装置、切粒机;真空干燥箱,DZF26020,巩义市英峪予华仪器厂;电子分析天平,BS224S;精密控温玻璃水浴,SYP,巩义市英峪予华仪器厂,控温精度为±0.1℃。
实验步骤。先将PET切片在160℃下真空干燥6h,冷却后加入一定量的扩链剂,在高速混料机中混合均匀。除特殊说明外,挤出机的各参数设定如下:螺筒各段温度为:240,260,260(反应段),260,240℃(机头),螺杆转速为45r/min,反应段压力为1kPa。挤出的条状物料经牵引、冷却、切粒后即为产品。
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。
性能表征。特性黏度([η])的测定将PET产品溶于苯酚2四氯乙烷溶液(mζm=1ζ1)中,配制成5g/L的溶液;采用乌氏黏度计,一点法测定,测定温度(25±0.1)℃,采用(1)式计算PET的特性黏度: [η]=[2(ηsp-lnηr)]1/2 /CdL/g。 (1)式中:C为样品质量浓度,ηsp为增比黏度,ηr为相对黏度。
羧基值的测定。将一定量样品溶于苯酚2氯仿溶液(mζm=1ζ1)中,以四溴酚蓝为指示剂,用0.01mol/L的KOH2甲醇标准溶液进行滴定,出现蓝紫色10s不消失即为终点,同时用溶剂作空白校正。按式(2)计算羧基值: 羧基值=(V-V0)×N×103 /Gmol/t。(2)式中:V为试样消耗标准溶液的体积,V0为空白试样 消耗标准溶液的体积,N为标准溶液物质的浓度,G为试样质量。
BOZ的扩链效果。在PET中加入少量BOZ后发生式(3)所示反应。当BOZ用量较少时会与2分子PET发生偶联反应,提高产品的[η]并使端羧基值降低。当加入的BOZ过量时会发生封端反应。
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。
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。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。用苯酐与PBO联用,对扩链效果影响不大。
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