【摘要】：2,5-呋喃二甲酸(FDCA)已能從可再生生物質(zhì)中大規(guī)模獲取,其結(jié)構(gòu)、性能與對苯二甲酸(PTA)相似,且用FDCA合成出的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)在熱、力學(xué)性能又與PET相近甚至超過。因此,PEF有望替代石油基PET。我們前期對PEF纖維的制備展開了研究,發(fā)現(xiàn)其可紡性不穩(wěn)定;且考慮到目前FDCA價格昂貴,因此設(shè)想用PEF部分替代PET,即共聚制備聚對苯二甲酸-2,5-呋喃二甲酸乙二醇共聚酯(PEFT)。本文首先對系列PEFT共聚酯的基本性能進行表征,然后在序列結(jié)構(gòu)及組成、熱性能、結(jié)晶性能及流變行為的基礎(chǔ)上,對其熔融可紡性展開研究,并確定了最佳紡絲工藝條件。最后,研究了隨呋喃二甲酸乙二醇酯(EF)單元含量的變化,纖維拉伸強度、模量、斷裂伸長率以及沸水收縮率的改變,并結(jié)合結(jié)晶、取向結(jié)構(gòu)因素進行了探討。具體結(jié)論如下:(1)隨EF單元含量的增加,共聚酯分子鏈對稱性和規(guī)整性的破壞程度逐漸增加,冷結(jié)晶溫度T_(cc)向高溫方向偏移,熔點T_m向低溫方向偏移,而初始熱降解溫度T_(d,5%)呈先升后降的趨勢。其中,當EF單元含量超過10%時,共聚酯分子鏈因有序性破壞程度增大而幾乎不能結(jié)晶,共聚酯無T_m;當EF單元含量超過8%時,共聚酯的T_(d,5%)開始低于PET。(2)PEFT屬于典型的非牛頓流體,特性粘度[η]高的PEFT-4和PEFT-6樹脂,其非牛頓指數(shù)n值較其余共聚酯小,熔體對剪切速率的敏感性大;在熔紡噴絲孔道中的剪切速率范圍內(nèi),PEFT-4和PEFT-6熔體的粘流活化能E值比其余共聚酯小,熔體對溫度的敏感性小;PEFT-4和PEFT-6熔體的結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)?η值在260、270以及280°C三個溫度下較其余共聚酯高,表示其熔體在高溫下仍具有高的纏結(jié)程度。(3)結(jié)晶度和晶區(qū)取向度的增加,讓PEFT纖維的拉伸強度和模量增加,斷裂伸長和沸水收縮率下降。但結(jié)晶度和晶區(qū)取向度對PEFT纖維性能的影響程度各不相同。其中,對于拉伸強度,在PEFT初生纖維中,晶區(qū)取向度對拉伸強度的影響要高于結(jié)晶度;對于拉伸模量,在PEFT纖維中,結(jié)晶度對拉伸模量影響的程度要高于EF單元;對于沸水收縮率,牽伸纖維中結(jié)晶度對沸水收縮率的影響最高。
【圖文】：

FDCA和PTA的結(jié)構(gòu)：（a）FDCA；（b）PTAFig.1.1Structuresof(a)FDCAand(b)PTA

PEF和PET的環(huán)翻轉(zhuǎn)[19]
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703

【參考文獻】

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1 陳建文;;生物基二元醇技術(shù)進展及市場展望[J];新材料產(chǎn)業(yè);2015年03期

2 蘆婷婷;姜敏;張強;周光遠;吳廣峰;;運用~1H-NMR和~(13)C-NMR研究聚對苯二甲酸-2,5-呋喃二甲酸乙二醇共聚酯(PEFT)的序列結(jié)構(gòu)[J];分析化學(xué);2014年08期

3 石文鵬;王曉琴;卜建新;戴偉民;;三臂PLLA-b-PDLA嵌段共聚物非等溫結(jié)晶研究[J];塑料科技;2014年07期

4 姜敏;劉茜;李洋;張強;周光遠;;聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯的合成與表征[J];高分子學(xué)報;2013年01期

5 劉茜;姜敏;周光遠;張強;葉沖;敖玉輝;;直接酯化法合成聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯[J];應(yīng)用化學(xué);2012年07期

6 尤新;;玉米深加工發(fā)展主要成就、存在問題及今后發(fā)展方針[J];糧食加工;2009年04期

7 楊旭儉;何艷軍;;中空皮芯復(fù)合纖維取向度和結(jié)晶度的測定[J];天津紡織科技;2007年01期

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1 陳宏亮;環(huán)狀對苯二甲酸丁二醇酯低聚物及其石墨烯納米復(fù)合材料的化學(xué)流變學(xué)和結(jié)晶行為研究[D];上海交通大學(xué);2013年

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1 付志鵬;聚對苯二甲酸乙二醇酯—聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯嵌段共聚酯的研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2016年

2 常萌;2,5-呋喃二甲酸及其聚酯的制備[D];北京服裝學(xué)院;2013年

3 藍丹;2，，5-呋喃二甲酸基聚酯的制備與性能研究[D];江南大學(xué);2012年

4 劉茜;PEF的制備及其結(jié)構(gòu)和性能的研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2012年

5 尹園;玄武巖纖維增強PET復(fù)合材料的制備及性能研究[D];吉林大學(xué);2009年

6 顧晶君;生物降解性聚酯聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和聚對苯二甲酸—共—丁二酸丁二醇酯（PBST）的性能研究和纖維制備[D];東華大學(xué);2007年

7 田怡;增塑聚乳酸結(jié)晶動力學(xué)和流動性能的研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號：2690463