PET回收瓶扩链剂
分别使用双口恶唑啉(BOZ)、均苯四酐(PMDA)及两者的混合物作为PET回收瓶扩链剂,研究PET回收瓶扩链剂种类、PET回收瓶扩链剂用量和反应挤出机加工工艺条件对PET产品相对分子质量(-Mη)的影响。
实验结果表明:在PET回收瓶扩链剂用量均为0。2%(质量分数)时,BOZ可使产品的-Mη提高4600g/mol;BOZ和PMDA联用有一定的扩链效果,但不够理想;而使用PMDA可使产品的-Mη提高9300g/mol,达到33300g/ mol,扩链效果显著。使用PMDA为PET回收瓶扩链剂时,反应挤出机的最佳工艺条件为:反应段温度260℃、螺杆 转速45r/min、真空度011MPa。
随着聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在食用液体软包装领域的广泛应用,带来了大量废旧饮料瓶的回收问题。如果单纯使用普通挤出机加工,则在挤出加工过程中很容易发生水解、热解等反应,导致产品的相对分子量较低,其力学性能不能满足下游制品成型加工的要求。 PET扩链增粘所用扩链剂有羧基加成型和羟基加成型,通常实施的方法有固相缩聚法和熔融扩链法。
本文采用国际上新兴的反应挤出扩链法,即采用缩聚型的反应挤出机,使物料填加扩链剂后在螺筒中熔融,再在较高真空度、螺杆持续搅拌、平均停留时间约为5min内进行扩链缩聚。该方法能提高产品的分子量,特别适合于PET瓶片的回收加工。文中分别使用双口恶唑啉、均苯四酐和两者混合物作为PET的扩链剂,研究了其用量对PET分子量的影响,并探索了PMDA为扩链剂时反应挤出的最佳工艺条件。
实验原料。回收饮料瓶片(简称PET瓶片):经十余次随机抽样检测,测得 其平均特性黏度为0。65g/L,计算出平均粘均分子量(-Mη)为24000g/mol;双口恶唑啉:学名为2,2′2双(22口恶唑啉),缩写BOZ,本实验室按文献自行合成;均苯四酐:学名为均苯四甲酸二酐,缩写PMDA,化学纯;1,1,2,22四氯乙烷:分析纯;苯酚:分析纯。
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯(P1000)性能及用途:
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯,P1000为液体,因此可在室温下与预聚体混合,浇注和硫化,它可作为TDI和MDI体系的扩链剂,也可作为环氧树脂固化体系的柔性改性剂。应用领域包括浇注、涂料、黏合剂、密封剂和喷涂体系,由于它的易加工性,决定了它特别适用于现场加工。XYLINK P-1000的室温硫化体系与MDI/二醇热硫化体系相比,不仅操作工艺简单,而且性能优于后者。另外在室温下硫化所得到的弹性体的收缩率低,这也是该扩链剂的一大特点。
仪器设备。缩聚型反应挤出机:螺杆直径30mm,长径比为35;真空干燥箱:DZF26020;电子分析天平:BS224S;精密控温玻璃水浴:SYP,控温精度为±011℃。
反应挤出扩链试样制备。先将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扩链剂,在高速混料机中混合均匀。除文中特别指明外,一般设定挤出机螺筒各段温度为:240℃、260℃、260℃(反应段)、260℃、240℃(机头),螺杆转速为45r/min,反应段真空度为011MPa。挤出条状物料经牵引、冷却、切粒即 为产品。
产品粘均分子量-Mη的测定。用电子天平准确称量一定量的PET产品,溶于苯酚2四氯乙烷溶液(m∶m=1∶1)中,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]: [η]=[2(ηsp-lnηr)] 1/2 /C(1)式中:C———样品质量浓度(g/L);ηsp———增比黏度;ηr———相对黏度。产品PET的粘均分子量-Mη计算: [η]=K-Mη (2)计算时式中常数K、α取值为:K=2.75×10-4,α=0.77。
PET塑料分子结构高度对称,具有一定的结晶取向能力,故而具有较高的成膜性和成性。PET塑料具有很好的光学性能和耐候性,非晶态的PET塑料具有良好的光学透明性。另外PET塑料具有优良的耐磨耗摩擦性和尺寸稳定性及电绝缘性。PET做成的瓶具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、质量轻、生产效率高等因而受到了广泛的应用。PBT与PET分子链结构相似,大部分性质也是一样的,只是分子主链由两个亚甲基变成了四个,所以分子更加柔顺,加工性能更加优良。
PET是乳白色或浅黄色高度结晶性的聚合物,表面平滑而有光泽。耐蠕变、抗疲劳性、耐摩擦性好,磨耗小而硬度高,具有热塑性塑料中最大的韧性;电绝缘性能好,受温度影响小,但耐电晕性较差。无毒、耐气候性、抗化学药品稳定性好,吸湿性高,成型前的干燥是必须的。耐弱酸和有机溶剂,但不耐热水浸泡,不耐碱。
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