本文選題：PBST共聚酯　切入點：直接酯化　出處：《東華大學(xué)》2010年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】： 作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前導(dǎo)之一,材料的開發(fā)利用在現(xiàn)代文明中起著舉足輕重的作用。20世紀(jì)初出現(xiàn)的合成高分子材料的發(fā)展態(tài)勢尤為突出。以紡織纖維工業(yè)為例,至本世紀(jì)初,世界纖維總需求量的一半以上是合成纖維。但合成高分子材料的發(fā)展遇到了能源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等問題。生物可降解高分子材料越來越引起人們的重視。脂肪族/芳香族共聚物結(jié)合了脂肪族聚酯的生物可降解性能和芳香族聚酯優(yōu)良的機(jī)械性能已成為可降解材料中的研究熱點,聚丁二酸丁二醇-共-對苯二甲酸丁二醇酯(PBST)就是其中之一。 目前,國內(nèi)外有關(guān)PBST共聚酯的研究報道,其生產(chǎn)方式主要以酯交換熔融縮聚的方法為主。在我們前面的研究中,通過酯交換法合成PBST共聚酯,并分別研究了它的結(jié)構(gòu)、熱學(xué)性能、結(jié)晶性能和酶降解性能等。但酯交換法制備PBST共聚酯的原料、能耗等成本較大。相比較而言,直接酯化縮聚法制備PBST共聚酯的成本較低,且反應(yīng)生成的小分子是水,環(huán)境效益好,生產(chǎn)流程短、投資少,生產(chǎn)效率高,且二元醇用量較酯交換法少。 基于此,本文以對苯二甲酸、丁二酸和1,4-丁二醇為單體原料,采用直接酯化縮合聚合法,合成生物降解性脂肪族/芳香族共聚酯聚丁二酸丁二醇-共-對苯二甲酸丁二醇酯(PBST),研究催化劑、助催化劑和穩(wěn)定劑等對合成PBST共聚酯工藝的影響,并對合成共聚酯的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行研究。 首先,以丁二酸、對苯二甲酸和1,4-丁二醇為原料,以四異丙氧基鈦為催化劑合成PBST-70共聚酯,探討合成工藝和合成現(xiàn)象。氫譜核磁共振(~1H NMR)測試表明,共聚物結(jié)構(gòu)中芳香族BT鏈鍛含量約為70%,與投料比例相近;凝膠滲透色譜儀(GPC)測試表明,所合成的PBST共聚酯重均分子量分布在8.86～10.03萬;熔融指數(shù)(MI)測試結(jié)果表明,最有效的催化劑用量為二元酸的1/3000mol;使用助催化劑,縮短合成反應(yīng)時間,提高反應(yīng)效率,助催化劑的最佳用量為二元酸的1/5000mol;使用穩(wěn)定劑,不僅提高了反應(yīng)體系的熱穩(wěn)定性,還使共聚酯的白度提高了4%。 其次,利用差示掃描量熱儀(DSC)、熱重分析儀(TGA)研究了PBST共聚酯的熱學(xué)性能,結(jié)果表明共聚物有較好的熱性能,熔融溫度T_m、熱分解溫度T_d別可達(dá)178.37℃、389.1℃,并由此計算得結(jié)晶度最高可達(dá)25.7%;共聚酯的拉伸性能研究結(jié)果表明,助催化劑的使用降低了高聚物的熱穩(wěn)定性,同時使用穩(wěn)定劑,可提高PBST共聚酯的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長;等溫結(jié)晶研究表明,隨著結(jié)晶溫度的提高,聚合物鏈段結(jié)晶變慢,大分子鏈重新排列時間越長,排列規(guī)整性越高,重結(jié)晶形成的結(jié)晶度越高,聚合物的熔點相應(yīng)增加;Avrami方程和偏光顯微鏡(POM)研究表明,PBST共聚酯結(jié)晶為異相成核,以球晶形式三維生長;不同溫度等溫結(jié)晶后,共聚酯膜的斷裂伸長先升高后降低,當(dāng)結(jié)晶溫度為150℃時,斷裂伸長達(dá)最大值91mm。
[Abstract]:As one of the leading economic development, development and utilization of materials in the modern civilization development plays a decisive role appeared in synthetic polymer materials.20 century is particularly prominent. In the textile fiber industry as an example, to the beginning of this century, more than half of the world total fiber demand is synthetic fiber. But the development of synthetic polymeric materials in energy, economy and environment. The problems of biodegradable polymer materials have attracted more and more attention. The aliphatic / aromatic copolymer with the mechanical properties of the biodegradable properties of aliphatic polyester and aromatic polyester excellent has become hot research in biodegradable material, poly butylene succinate co butylene terephthalate (PBST) is one of them.
At present, the domestic and foreign research reports of PBST copolyester, the main method of the mode of production mainly in the transesterification of melt polycondensation. In our previous studies, through transesterification synthesis of PBST copolyesters were studied, and its structure, thermal properties, crystallization properties and enzymatic degradation properties. But the ester exchange preparation of PBST polyester raw material method, energy consumption cost greatly. In comparison, the direct esterification polycondensation preparation of PBST copolyester with low cost, small molecule and the reaction is water, good environmental benefits, short production process, less investment, high production efficiency, and the amount of a diol ester exchange method.
Based on this, this paper takes terephthalic acid, succinic acid and 1,4- butanediol as raw material monomer by direct esterification condensation polymerization, synthesis of biodegradable aliphatic aromatic copolyester poly butylene succinate co butylene terephthalate (PBST), on the catalyst, cocatalyst and stabilizer effect on Synthesis of PBST copolyester in the process, and to study the synthesis structure and properties of polyester.
First of all, to succinic acid, terephthalic acid and 1,4- butanediol as raw material, with four titanium isopropoxide as catalysts to synthesize PBST-70 copolyester, investigate the synthesis and synthesis of hydrogen phenomenon. Nuclear magnetic resonance spectroscopy (~1H NMR) test showed that the aromatic BT chain forging was about 70% in copolymer structure, similar to the proportion of the material; gel permeation chromatography (GPC) test showed that the synthesized PBST polyester molecular weight distribution in 8.86 ~ 100 thousand and 300; melt index (MI) test results show that the catalyst is the most effective binary 1/3000mol; using the cocatalyst, shorten the reaction time, improve the reaction efficiency, the optimum amount of catalyst for the use of 1/5000mol stabilizer, dibasic acid; not only improves the thermal stability of the reaction system, the whiteness of polyester were increased by 4%.
Secondly, using differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analyzer (TGA) on the thermal properties of PBST copolyester, the results showed that the copolymers have good thermal properties, melting temperature of T_m, the thermal decomposition temperature of T_d to 178.37 degrees, 389.1 degrees, and then calculated the crystallinity of up to 25.7%; the results were showed that the tensile properties of polyester, the use of the catalyst decreased the thermal stability of polymers, while the use of stabilizers, PBST copolyester can improve the fracture strength and elongation; isothermal crystallization study showed that with the increase of crystallization temperature, crystallization of polymer chain segment slow molecular chain rearrangement of the longer arrangement the regularity of the higher recrystallization formed the higher crystallinity and melting point of the polymer increased; Avrami equation and polarizing microscope (POM) study showed that PBST copolyester crystallization for heterogeneous nucleation to form three-dimensional spherulite growth at different temperatures; After isothermal crystallization, the fracture elongation of the copolyester membrane first increases and then decreases. When the crystallization temperature is 150, the fracture elongation reaches the maximum value of 91mm.

【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TQ323.41

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孟輝;馬新勝;楊景輝;;PBS酯化反應(yīng)及副反應(yīng)影響因素的研究(二)[J];塑料工業(yè);2011年06期

2 ;[J];;年期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)會議論文 前4條

1 楊喜平;夏萍;賀小剛;張玉軍;向國強(qiáng);;納米固體超強(qiáng)酸TiO_2/SO_4~(2-)催化合成尼泊金異丁酯的研究[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第11分會場摘要集[C];2010年

2 馬保國;譚洪波;潘偉;廖國勝;;甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚(400)酯的合成工藝研究[A];全國高性能混凝土和礦物摻合料的研究與工程應(yīng)用技術(shù)交流會論文集[C];2006年

3 洪珍玉;;應(yīng)用薄層色譜法分析脂肪酸氧乙烯化物的組成[A];天津市第四次色譜學(xué)術(shù)交流會論文（摘要）匯集[C];1985年

4 張躍冬;陳必強(qiáng);譚天偉;;固定化脂肪酶反應(yīng)器催化合成棕櫚酸異辛酯的工藝研究[A];第三屆全國化學(xué)工程與生物化工年會論文摘要集（上）[C];2006年

相關(guān)重要報紙文章 前6條

1 吳在平;化學(xué)廢渣變成寶[N];福建日報;2004年

2 木子;PTT——聚酯材料新成員[N];中國包裝報;2006年

3 記者 廖興陽　繆亞平;“先鋒化工”兩技術(shù)填補(bǔ)國內(nèi)空白[N];昆明日報;2010年

4 上海申立建材有限公司 吳菊珍 屠潔梅 曹炳根 金川;SPS-8聚羧酸系高性能減水劑在混凝土中的應(yīng)用[N];中國建材報;2005年

5 陳勇;江蘇口岸PBT樹脂進(jìn)口量不降反增[N];中國國門時報;2007年

6 羅阿華;PTA廢渣可作不飽和聚酯樹脂原料[N];中國化工報;2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 許新建;生物可降解脂肪族/芳香族共聚酯（PBST）纖維的制備及其性能研究[D];東華大學(xué);2007年

2 徐勇;PTT及其共聚酯的合成與結(jié)晶行為研究[D];浙江大學(xué);2005年

3 陳茂彬;植物甾醇酯的制備、生物活性及應(yīng)用研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

4 王曉慧;脂肪族—芳香族共聚酯合成新工藝及性能研究[D];北京化工大學(xué);2011年

5 楊群;短碳鏈二元酸二元醇脂肪族聚酯及其性能研究[D];東華大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王穎;基于直接酯化法制備PBST共聚酯及其結(jié)構(gòu)性能研究[D];東華大學(xué);2010年

2 胡耀輝;聚酯直接酯化過程數(shù)學(xué)模型[D];北京化工大學(xué);2003年

3 王萍萍;聚對苯二甲酸丙二醇酯的合成與研究[D];華東理工大學(xué);2011年

4 鄧艷麗;聚丁二酸丁二醇酯的合成及其催化劑研究[D];華東理工大學(xué);2012年

5 郭曉晶;聚異丁烯丁二酸糖醇酯類乳化劑的合成、性能及應(yīng)用研究[D];南京理工大學(xué);2012年

6 鄭文俊;聚丁二酸丁二醇酯的合成[D];北京服裝學(xué)院;2010年

7 孟輝;聚丁二酸丁二醇酯合成中工藝條件對酯化過程副產(chǎn)物四氫呋喃的影響[D];華東理工大學(xué);2011年

8 李彥偉;固體酸催化的一些有機(jī)合成反應(yīng)的研究[D];河北大學(xué);2003年

9 祝清蘭;普魯卡因的合成和分析方法[D];南京工業(yè)大學(xué);2004年

10 臧國強(qiáng);新型鈦系聚酯催化劑的制備和應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2005年

，

本文編號：1586606