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第41卷第2期
化工技术与开发
o.41No.2
2012年2月
Technology Development of Chemical Industry
Feb.2012
r-PET制备乙酸酐不饱和聚酯及性能探究
安杰,刘悦,张永生,付争兵
(孝感学院,湖北孝感432000)
摘要:废聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及其制品,因特性粘度过低、力学性能下降等缺陷已不宜直接再
利用,但将其醇解解聚后的产物作为原料,加入不同配比的酸酐可制备出对本型不饱和聚酯并测定物理化学
性能,得到制备该聚酯的最佳条件。
关键词:对苯二甲酸乙二醇酯;乙酸酐;不饱和聚酯
中图分类号:1TQ323.42
文献标识码:A
文章编号:1671-9905(2012)02-0005-03
聚酯(PET)料因其优异性能,广泛用于包装
表1酯化反应中不同酸酐的配比
行业。然而,其废旧品的回收利用问题亦变得日
名称
A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4
趋严重。而我国年需PET瓶约达2亿只,回收利顺丁烯二酸酐1.01010101.0101.01.01.0
用率却不高。这不仅浪费原料,对环境亦造成不总苯二甲酸101010101.0101.01.010
良影响。因此,回收利用废旧PET瓶,既有利于保
邻苯二甲酸酐1.01.01.01.01.00.00.50.81.2
护环境,亦可节约原料。
乙酸斷00.203050803030.303
注:本实验采用过氧化环己酮和环烷酸鈷液(鈷质量分数为
1实验药品及仪器
0.8%)作为固化剂和促进剂,浓度分别为1%和1.25%(质量分数),室
温固化3h
PET回收废料,过氧化环己酮,环烷酸钴,乙
酸酐,1,2-丙二醇,乙酸锌,顺丁烯二酸酐,邻苯二
实验结果与讨论
甲酸酐,甲基丙烯酸甲酯,苯酚,苯,苯乙烯(均为
分析纯)。集热式恒温加热磁力搅拌器,电子拉力2.1醇解温度对xPET醇解程度的影响
试验机,硬度计邵氏A型,鸟氏粘度计。
随着醇解温度提高,PET缓慢溶解,当温度为
1.1PET的醇解
170℃时,PET溶解速度加快。当温度超过190℃
将回收PET瓶洗净剪成3mmx3mm片状,并时,物料开始变黄,考虑到丙二醇沸点为184℃,
置于20%的氢氧化钠溶液中浸泡洗涤2h,用清水当1,2-丙二醇作为醇解剂时,醇解温度控制在
冲洗多遍,放于恒温干燥箱中干燥12h。将干燥后(1802)C为宜。
的PEn、丙二醇、乙酸锌按一定的配比加入250mL2.2物料配比对r-PT醇解程度的影响
三口烧瓶中,加热至一定温度,反应一段时间至
从图1可知,当PG:PET=1:1.2和1.3时,由于
r-PET全部醇解得醇解产物,用乌氏粘度计测定PG在反应开始时不能充分渗透到PET内,醇解
醇解产物粘度。
时间长产物粘度大,不利于下一步反应。当PG:
1.2PET改性不饱和聚酯的制备
PET=1.4时,醇解时间减少,醇解产物的粘度下
醇解产物与顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、降;当 IPG PEI=1.6时,粘度下降速度明显增加。粘
乙酸酐作为反应组分,在210℃进行酯化反应,反度太低,分子量就小,会导致高聚物的综合力学
应90min。加人交联单体混合均匀置于烧杯中,加性能差。而从成本考虑, PG: PET越小,成本越低。
人固化剂和促进剂,得到不饱和聚酯。放在室温结合分子量的变化, PG PAXT=14为宜。
下至固化完全。
收稿目期:2011-11-2
6
化工技术与开发
第41卷
表2不同物料配比醇解产物的粘度
2.3醇解时间对PET醇解程度的影响
PG:PET1:11.2:11.3:11.4:11.5:11.6:11.7:11.8:1
原料配比(PG:PET)=1.4,乙酸锌用量为1%
粘度AL
0.210.190160.120.08醇解时间依次为0.5、1、1.5、2和2.5h。反应0.5h
粘均分子量
54004955389626811733和1h均未能将PET醇解完毕,有较多的残留物
注:一表示不易完全反应,或是反应时间需要很久
到1.5h时,r-PET可以完全反应,没有残留。而随
着醇解反应时间的延长,醇解产物的分子量降
Dー粘度
低,依次分别是5400、3820和2912,考虑到时间
一粘均分子量
消耗以及太低的分子量会导致不饱和树脂的脆
0.
性大,醇解反应时间应控制在1.5h。
2.4酸酐配比对r-PET改性不饱和聚酯力学性
05
e
达斗屮蹿
能的影响
PET醇解后的产物中其骨架主链上具有聚
酯链键,而在大分子链两端各带有羟基,而对于
般耐水的不饱和聚酯,二元醇含量比二元酸酐
009
的总量稍多,本实验通过加人乙酸酐进行封端,
006
使不饱和聚酯树脂从可溶状态转变成不溶状态。
151
16
将酯化产物与 MMA: St按质量比为1:1混合的交
PG:PEI?同配比
联单体进行交联,进一步固化后得不饱和聚酯,
图1粘度和粘均分子量随不同 PG PET(质量比)的变化通过测定邵氏硬度、拉伸强度和断裂伸长率,获
取强度与硬度最佳酸酐的配比见表3。
表3酯化反应中不同配比对不饱和树脂力学性能的影响
力学性能
Al
A3
A4
A5
BI
B3
B4
拉伸强度MPa20.118.815.310.2
5.3
12.0
14.9
12.6
17,3
邵氏硬度/HA
38.
43.6
2.5
25.9
断裂伸长率/%
40.03
38.6733.8319.8810.68
30.9
28.9
25.3
30.429.7
二甲酸酐增加,不饱和树脂的硬度增大,而
邻苯二甲酸会使不饱和聚酯的硬度下降。而保持
顺丁烯二酸酐:总苯二甲酸为1:1,调节乙酸酐的
用量,随着乙酸酐用量的增加,不饱和聚酯的拉感
伸强度和断裂伸长率下降,因此当顺丁烯二酸阡:'1
总萃二甲酸:邻苯二甲酸:乙酸酐=1:1:1:0.3,产品
综合性能最好(图2~4)。
图3拉伸强度随不同酸配比的变化
8半世磁齒
图2邵氏硬度随不同酸酐配比的变化
图4断裂伸长率随不同酸研配比的变化