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2013年2月
陈君等.聚对苯二甲酸丙二醇酯的研究进展
聚对苯二甲酸丙二醇酯的研究进展
陈、君,黄宝铨2,陈婷,陈庆华2,肖荔人',钱庆荣
(1.福建师范大学材料科学与工程学院,福州350007:2.福建师范大学环境科学与工程学院,福州35000
[摘要]介绍了聚对苯二甲酸内二醇酯(PIT〕热塑性聚酯在纤维材料和工程塑料领域的
应用和研究进展。详细综述了近年来国内外学者对PT树胎的结构合咸、共混改性以及结晶性能
等方面的研究概况,重点是共混改性,其中包括聚烯烃类、聚酯类、热塑性弹性体及ABS树脂的共
混改性;结晶性能主要是PIT结晶过程中结晶动力学研究以及与其共混物的结晶性能研究,并认
为PT树脂未来将在工程塑料领域具有更广泛的开发应用前景。
[关键词]聚对苯二甲酸丙二醇酯结构共混结晶收性
聚对苯二甲酸丙二醇酯(IT)是由对苯二甲点,使得其应用领域和前景受到了一定的限制。
酸(PTA)和1,3-丙二醇(PDO)缩聚而成的新型因此,近年来国内外许多相关学者分别从结构合
热塑性聚酯,其分子化学结构中含有奇数个亚甲成、共混改性以及结晶性能等方面对PIT进行研
基单元,在分子链之间会产生“奇碳效应”。因究,期望PHT材料的性能日臻完善。为此,笔者
此,PIT分子中三个亚甲基单元采取高度紧密排将结构合成,共混改性及结晶性能等方面研究进
列的旁式一旁式构型,分子链呈螺旋型即明显展综述如下。
的“Z”字形构象,这种非伸直链型的螺旋状结枃1结构合成
赋予PT优异的弹性恢复能力和回弹率,使其具
PT最早由 Whinfield和 Dickson]首先在实
有独特的应用加工性能
PT与聚对苯二甲酸乙二酸酯(PET)和聚对经き
验室合成,但是由于单体PDO不易得到、价格昂
贵、再加上合成技术的限制,PIT一直未能大规模
苯二甲酸丁二醇酯(PBT)均是脂肪族聚酯树脂,
开发利用。直到20世纪90年代中期,低成本的
在纤维材料应用领域里,PIT不仅克服了PET的
,3-丙二醇合成技术有所突破,PT的研发才实
刚性和PBT的柔性,而且综合了尼龙的柔软性
现工业化。到目前为止,PDO有3种比较成熟的
腈纶的蓬松性和涤纶的抗污性等优点,引起了纤
方法,分别是美国Shel化学公同开发的环氧乙烷
维材料界的騙目,国内外将PT作为21世纪的
羰基合成法?、德国 Degussa公司开发的丙烯醛
新型化纤材料之一。目前开发的PIT纤维及其
水合法?和美国杜邦公司开发的生物发酵法
所拓展应用领域的研究主要集中在以下几个方
与PET、PBT相同,半结晶的热塑性芳香族聚
面2:合成PDO生产工艺的开发研究;PIT纺丝
工艺技术研究;PT纺织品的开发应用研究;Pr酷
酯PMT主要有两条合成工艺路线,分别是对苯二
甲酸二甲酯的酯交换法(DMT)和对苯二甲酸的
纤维在非织造布中的应用研究等。在工程塑料应
用领域里,PTT作为一种新型的工程塑料,既具有
直接酯化法(PTA)。这两种方法的共同点在于两
者在缩聚阶段完全相同,但是工业生产中适宜采
与PT相媲美的力学性能,又具有与PBT相类似
用PFA法,原因在于PTA法工艺简单,流程合理,
的加工性能,其开发应用前引起学术界和产业生产成本低,不产生副产物甲醇,从而节约投资,
界的极大关注。
自从198年PIT开始商品化以来,PIT已经减少污染,生产效率高,符合清洁生产的理念。近
成为商用聚酯一个崭新的品种。目前,世界PIT
市场需求为320kt/a,将来需再建5~6套世界规
收稿日期:2012-12-18。
模级PT装置才能满足需求,预计10年内PTT
作者简介:陈若,在读硕士研究生,主要从事改性高分子材料
的研究。
产量将増加到1.0Mt但是PMT存在低热变形
基金项目:福建省自然科学基金(No.2012101195和No
温度、低熔体黏度、低温腌性大、高温性能差等缺
201101287)资助项目。
精细石油化工进展
第14卷第1期
ADYANCES IN FINE PETROCHEMICALS
年来,Doer等?还研究了PIT的固相缩聚,即在性和力学性能。动态热机械分析仪(DMA)测试
抽真空或者惰性气体气氛下进行固相增黏,从而表明,两者在非结晶区完全相容,其中纯PET的
获得相对分子质量更高的PH。
玻璃化转变温度(7。)为84℃,纯PT的7低于
2共混改性
0℃;而双重熔融峰及热鑚晶峰宽化现象的出现
随着经济的快速发展,聚合物共混改性已经
表明,共混体系在结晶区是部分相容,各组分倾向
成为获得其优异性能的一种有效途径。共混改于分别进行有序化排列、单独结晶,其中纯PET
性,不仅能显著提高聚合物的性能,甚至赋予其新
的熔点为256℃,纯PIT的熔点为229℃;共混体
的性能,而且还能降低材料的成本,提高材料的系的拉伸模量和拉伸强度随PT含量的增加呈
价比。从工业化的角度考虑,为了开拓PT在工
上升趋势;但当共泥比例接近时体系的拉伸模量
和拉伸强度有所下降,共混比为5:5时,体系的拉
程塑料的应用领域,与PMT共混改性的聚合物主
伸模量和拉伸强度分别低至1098MPa和51
要有聚烯烃类、聚酯类、热塑性弹性体类以及ABS
Mpa
(丙烯腈一丁二烯一萃乙烯共聚物)树脂等。
Dangseeyun等]研究了PT/PBT的热性
2.1聚烯烃类共混改性
Lin等剛研究了II/聚丙烯(PP)的相容性
能、结晶性能和流变性能。结果表明,PIT和PBT
在非结晶区相容,其中玻璃化转变温度随混合比
力学性能和热性能。结果表明,PIYT/PP是不相容
的变化与 Gordon- Taylor方程很好地吻合。在结
体系,当PP含量较高时,体系的分解温度较高,
晶过程中,各组分同时单独结晶,且随着PIT含
并且显示较低的拉伸强度和较大的断裂伸长率
量的增加,体系的冷结晶温度升高,嫆融结晶温度
Shu等?研究了PIV等规聚丙烯(MIPP)的物理下降,其中含60%PT体系的结晶度最低。共混
性能。差示扫描式量热法(DSC)结果表明,PITI/体系的稳态剪切黏度随着剪切速率的增加而降
MIP是不相容体系,体系的结晶度跟混合比例呈
低
线性关系,熔融行为呈现负偏差。当MPP含量2.3热塑性弹性体类共混改性
较小时,体系的韧性随着MIPP含量的增加而下
闰明涛等?研究了Pレ热塑性聚酯弹性体
降,当MP含量较高时,体系的初性反而随着(TPE)共混合金的热性能和结晶形态。结果表
MIPP含量的增加而升高。
明,PEE可以提高共混材料的缺口神击强度;共
王迎进等(研究了PII/P2-接枝马来酸卧混物只有一个玻璃化转变温度,且随着TPE含
(MAH)/PP共混材料的相形态和流变性能。结果量的增加而降低,两组分具有良好的相容性;共混
表明,P-g-MAH改善了P和PT的相容性,物在玻璃态结晶时,随着TPE含量的增加,冷结
PP在PT连续相中分散均匀,分散相尺寸随着增晶热焾降低,结晶峰温度降低,共混物嫆体的起始
容剂含量的增加而减小。共混物嫆体为假塑性流结晶温度降低,但在低温时结晶速率加快,TPEE
体,其非牛顿指数、熔体黏度、黏流活化能随