1,4—環(huán)己烷二甲醇改性PBT共聚酯合成及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-31 19:41
聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)是一類重要的商業(yè)化半結(jié)晶熱塑性聚酯材料,在汽車、電器、電子和紡織行業(yè)有著廣泛應(yīng)用。但由于其存在缺口沖擊強(qiáng)度低、熱變形溫度低及韌性差等缺點(diǎn)。使其在膜用PBT領(lǐng)域受到了限制。1,4-環(huán)己烷二甲醇(CHDM)是一種新型二元醇,其分子結(jié)構(gòu)中環(huán)己基的剛性為改善共聚酯的熱穩(wěn)定性和結(jié)晶性能提供了新途徑,目前由CHDM改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)共聚酯(PETG)已商業(yè)化生產(chǎn),并成功制成了高透明度的PETG聚酯膜,但文獻(xiàn)中未見采用直接酯化熔融縮聚工藝路線制備CHDM改性PBT共聚酯的相關(guān)報(bào)道。本文通過直接酯化熔融縮聚工藝制備了不同摩爾比CHDM改性PBT共聚酯(簡(jiǎn)稱PBTG),并對(duì)PBTG共聚酯進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和性能研究,論文得到了制備PBTG共聚酯的合適工藝條件并制得PBTG聚酯膜,為制備膜用PBT樹脂提供了新方法。采用粘度法、核磁共振氫譜(1H NMR)、差示掃描量熱儀(DSC)、熱臺(tái)正交偏光顯微鏡(POM)、毛細(xì)管流變儀及旋轉(zhuǎn)流變儀等方法對(duì)PBTG共聚酯樣品的粘均分子量、分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性能及晶體形貌、流變及動(dòng)態(tài)流變性能進(jìn)行了分析表征。粘度法測(cè)試結(jié)...
【文章來(lái)源】:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PBTG共聚酯熔融擠出鑄片圖
圖 2.1 PBTG共聚酯熔融擠出鑄片圖 圖 2.2 PBTG雙向拉伸聚酯膜Fig 2.1 PBTG copolyester melt Fig 2.2 PBTG biaxially stretchedextrusion casting sheet polyester film2.4 PBTG 共聚酯的結(jié)構(gòu)和性能測(cè)試2.4.1 PBTG 共聚酯的粘均分子量測(cè)試分子量可作為研究化合物特征的基本參數(shù)之一,但由于高聚物是由多個(gè)單體縮聚而成,使其分子量大小不一,因此通常用平均分子量來(lái)表示高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量。采用測(cè)試設(shè)備及操作都簡(jiǎn)單且精確度又高的粘度法來(lái)測(cè)定共聚酯的粘度及粘均分子量。首先將制備好的 PBTG 共聚酯粒料放入真空干燥箱中,在 110℃的條件下進(jìn)行干燥,干燥 4h。配制質(zhì)量比為 1:1 的苯酚-四氯乙烷溶液為溶劑;將準(zhǔn)確稱取好的 0.10g 共聚酯樣品放入反應(yīng)瓶中,并將移液管準(zhǔn)確移取的 20mL 溶劑一同放入反應(yīng)瓶中,并在 80℃的水浴鍋中進(jìn)行溶解,從而得到 0.5g·dL-1的聚酯溶液。用移液管移取 15mL 左右的溶劑或聚酯溶液分別放入烏氏粘度計(jì)中,在 25±0.1℃恒溫水槽中分別用秒表記錄溶劑和
圖 3.10 130℃下各樣品的熱臺(tái)偏光顯微鏡照片F(xiàn)ig. 3.10 Hot stage polarized photomicrograph of each sample at 130 ℃圖 3.10 為各樣品在 130℃下等溫結(jié)晶 20min 后放大倍數(shù)為 100 倍下拍攝到的熱臺(tái)偏光顯微鏡晶體形貌圖。由圖 3.10 可以看出,PBTG 的球晶密度遠(yuǎn)大于 PBT,這是因?yàn)?CHDM 的加入使 PBT 產(chǎn)生了異相成核現(xiàn)象,使晶核的密度增大,在有限的空間里更多的球晶同時(shí)生長(zhǎng)而造成的。同時(shí) PBT、PBTG1、PBTG2、PBTG3 和 PBTG4 均出現(xiàn)了明顯的十字消光現(xiàn)象,球晶直徑明顯逐漸變小。經(jīng)放大后可由標(biāo)尺看出 PBT 的球晶直徑為 0.1mm,PBTG1的為 0.07mm,PBTG2的為 0.06mm,PBTG3的為 0.05mm,最后到 PBTG4 的降為 0.04mm。而 PBTG5 和 PBTG6 的十字消光現(xiàn)象已不明顯且PBTG6 的球晶形貌已不完整,很難由標(biāo)尺看出球晶直徑大小。這是因?yàn)?CHDM 的加入使 PBT 大分子鏈剛性增強(qiáng),鏈段空間位阻增大,鏈段進(jìn)入晶格的能力減弱,因此改性共聚酯的結(jié)晶能力減弱,從而使所形成的球晶尺寸減小,球晶的生長(zhǎng)速度變慢。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚酯膜生產(chǎn)工藝及市場(chǎng)研究[J]. 趙睿. 當(dāng)代石油石化. 2018(11)
[2]拉伸工藝對(duì)PETG熱收縮膜收縮率的影響[J]. 張啟綱,王果連,王飛龍. 塑料包裝. 2018(05)
[3]國(guó)產(chǎn)超薄雙面鍍鋁聚酯薄膜的工藝改進(jìn)和熱物性研究[J]. 李振宇,范宇峰,劉鋮,韓海鷹,趙亮. 表面技術(shù). 2018(09)
[4]多層共擠出復(fù)合薄膜原料簡(jiǎn)析[J]. 楊鑠冰,楊濤. 塑料包裝. 2018(04)
[5]鱗片石墨/ZnO導(dǎo)熱PBT材料的制備及性能研究[J]. 吳惠民. 橡塑技術(shù)與裝備. 2018(14)
[6]聚酯PTT及PTT/PBT共混體系的結(jié)晶形態(tài)[J]. 袁海琴,程鳳梅,李海東,鄭雅軒,吳倩倩. 彈性體. 2018(03)
[7]不同成核劑對(duì)導(dǎo)熱PBT結(jié)晶性能的影響[J]. 葛鐵軍,吳姝. 塑料科技. 2018(05)
[8]聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/阻燃劑填充PBT交替層狀復(fù)合材料阻燃和力學(xué)性能[J]. 殷敏,楊志,沈佳斌,郭少云. 高分子材料科學(xué)與工程. 2018(04)
[9]淺析PBT產(chǎn)品質(zhì)量的影響因素[J]. 吉鵬飛. 云南化工. 2018(02)
[10]1,4-環(huán)己烷二甲醇(CHDM)順式異構(gòu)體、反式異構(gòu)體的確定分析[J]. 王瀟穎. 科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力. 2018(03)
博士論文
[1]納米Sb2O3表面改性及其對(duì)PBT基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[D]. 楊文龍.蘭州理工大學(xué) 2018
[2]透明熱塑性聚醚酯彈性體的研究[D]. 郝同輝.湖北大學(xué) 2016
[3]基于對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的聚醚酯嵌段共聚物的合成、表征及性能研究[D]. 陳健英.蘇州大學(xué) 2014
[4]PTT及其PTT/PBT共混體系的熱行為、凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)與流變性能研究[D]. 何興權(quán).東北師范大學(xué) 2005
碩士論文
[1]PBT低熔點(diǎn)共聚酯的制備與性能研究[D]. 李英.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2018
[2]增容劑對(duì)PBT/PP共混物及其纖維的結(jié)構(gòu)與性能影響研究[D]. 曹亞南.北京服裝學(xué)院 2018
[3]小分子物質(zhì)對(duì)芳香族聚酯的結(jié)晶、熔融及力學(xué)性能的影響[D]. 沈志遠(yuǎn).寧夏大學(xué) 2017
[4]PETG/PBT增強(qiáng)阻燃性的研究[D]. 陳葉茹.天津科技大學(xué) 2017
[5]聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯合金結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系研究[D]. 韓曉意.北京化工大學(xué) 2016
[6]結(jié)晶性低熔點(diǎn)聚酯及其纖維的制備研究[D]. 王賽博.東華大學(xué) 2016
[7]PBT塑料的低翹曲化無(wú)機(jī)填充改性研究[D]. 謝周昊.山東大學(xué) 2015
[8]CHDM順反異構(gòu)體熔融結(jié)晶熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的研究[D]. 雷明麗.天津理工大學(xué) 2015
[9]PET的溶解與改性共聚酯的合成[D]. 朱亞婉.華南理工大學(xué) 2014
[10]改性PBT熔噴無(wú)紡布的制備及其表征[D]. 楊鋮.東華大學(xué) 2014
本文編號(hào):3560851
【文章來(lái)源】:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PBTG共聚酯熔融擠出鑄片圖
圖 2.1 PBTG共聚酯熔融擠出鑄片圖 圖 2.2 PBTG雙向拉伸聚酯膜Fig 2.1 PBTG copolyester melt Fig 2.2 PBTG biaxially stretchedextrusion casting sheet polyester film2.4 PBTG 共聚酯的結(jié)構(gòu)和性能測(cè)試2.4.1 PBTG 共聚酯的粘均分子量測(cè)試分子量可作為研究化合物特征的基本參數(shù)之一,但由于高聚物是由多個(gè)單體縮聚而成,使其分子量大小不一,因此通常用平均分子量來(lái)表示高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量。采用測(cè)試設(shè)備及操作都簡(jiǎn)單且精確度又高的粘度法來(lái)測(cè)定共聚酯的粘度及粘均分子量。首先將制備好的 PBTG 共聚酯粒料放入真空干燥箱中,在 110℃的條件下進(jìn)行干燥,干燥 4h。配制質(zhì)量比為 1:1 的苯酚-四氯乙烷溶液為溶劑;將準(zhǔn)確稱取好的 0.10g 共聚酯樣品放入反應(yīng)瓶中,并將移液管準(zhǔn)確移取的 20mL 溶劑一同放入反應(yīng)瓶中,并在 80℃的水浴鍋中進(jìn)行溶解,從而得到 0.5g·dL-1的聚酯溶液。用移液管移取 15mL 左右的溶劑或聚酯溶液分別放入烏氏粘度計(jì)中,在 25±0.1℃恒溫水槽中分別用秒表記錄溶劑和
圖 3.10 130℃下各樣品的熱臺(tái)偏光顯微鏡照片F(xiàn)ig. 3.10 Hot stage polarized photomicrograph of each sample at 130 ℃圖 3.10 為各樣品在 130℃下等溫結(jié)晶 20min 后放大倍數(shù)為 100 倍下拍攝到的熱臺(tái)偏光顯微鏡晶體形貌圖。由圖 3.10 可以看出,PBTG 的球晶密度遠(yuǎn)大于 PBT,這是因?yàn)?CHDM 的加入使 PBT 產(chǎn)生了異相成核現(xiàn)象,使晶核的密度增大,在有限的空間里更多的球晶同時(shí)生長(zhǎng)而造成的。同時(shí) PBT、PBTG1、PBTG2、PBTG3 和 PBTG4 均出現(xiàn)了明顯的十字消光現(xiàn)象,球晶直徑明顯逐漸變小。經(jīng)放大后可由標(biāo)尺看出 PBT 的球晶直徑為 0.1mm,PBTG1的為 0.07mm,PBTG2的為 0.06mm,PBTG3的為 0.05mm,最后到 PBTG4 的降為 0.04mm。而 PBTG5 和 PBTG6 的十字消光現(xiàn)象已不明顯且PBTG6 的球晶形貌已不完整,很難由標(biāo)尺看出球晶直徑大小。這是因?yàn)?CHDM 的加入使 PBT 大分子鏈剛性增強(qiáng),鏈段空間位阻增大,鏈段進(jìn)入晶格的能力減弱,因此改性共聚酯的結(jié)晶能力減弱,從而使所形成的球晶尺寸減小,球晶的生長(zhǎng)速度變慢。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[5]鱗片石墨/ZnO導(dǎo)熱PBT材料的制備及性能研究[J]. 吳惠民. 橡塑技術(shù)與裝備. 2018(14)
[6]聚酯PTT及PTT/PBT共混體系的結(jié)晶形態(tài)[J]. 袁海琴,程鳳梅,李海東,鄭雅軒,吳倩倩. 彈性體. 2018(03)
[7]不同成核劑對(duì)導(dǎo)熱PBT結(jié)晶性能的影響[J]. 葛鐵軍,吳姝. 塑料科技. 2018(05)
[8]聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/阻燃劑填充PBT交替層狀復(fù)合材料阻燃和力學(xué)性能[J]. 殷敏,楊志,沈佳斌,郭少云. 高分子材料科學(xué)與工程. 2018(04)
[9]淺析PBT產(chǎn)品質(zhì)量的影響因素[J]. 吉鵬飛. 云南化工. 2018(02)
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博士論文
[1]納米Sb2O3表面改性及其對(duì)PBT基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[D]. 楊文龍.蘭州理工大學(xué) 2018
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[3]基于對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的聚醚酯嵌段共聚物的合成、表征及性能研究[D]. 陳健英.蘇州大學(xué) 2014
[4]PTT及其PTT/PBT共混體系的熱行為、凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)與流變性能研究[D]. 何興權(quán).東北師范大學(xué) 2005
碩士論文
[1]PBT低熔點(diǎn)共聚酯的制備與性能研究[D]. 李英.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2018
[2]增容劑對(duì)PBT/PP共混物及其纖維的結(jié)構(gòu)與性能影響研究[D]. 曹亞南.北京服裝學(xué)院 2018
[3]小分子物質(zhì)對(duì)芳香族聚酯的結(jié)晶、熔融及力學(xué)性能的影響[D]. 沈志遠(yuǎn).寧夏大學(xué) 2017
[4]PETG/PBT增強(qiáng)阻燃性的研究[D]. 陳葉茹.天津科技大學(xué) 2017
[5]聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯合金結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系研究[D]. 韓曉意.北京化工大學(xué) 2016
[6]結(jié)晶性低熔點(diǎn)聚酯及其纖維的制備研究[D]. 王賽博.東華大學(xué) 2016
[7]PBT塑料的低翹曲化無(wú)機(jī)填充改性研究[D]. 謝周昊.山東大學(xué) 2015
[8]CHDM順反異構(gòu)體熔融結(jié)晶熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的研究[D]. 雷明麗.天津理工大學(xué) 2015
[9]PET的溶解與改性共聚酯的合成[D]. 朱亞婉.華南理工大學(xué) 2014
[10]改性PBT熔噴無(wú)紡布的制備及其表征[D]. 楊鋮.東華大學(xué) 2014
本文編號(hào):3560851
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