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苯二甲酸乙二醇酯(PET)用扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-2-16 16:59:28
综述使用苯二甲酸乙二醇酯(PET)用扩链剂改性,对苯二甲酸乙二醇酯其分子量、结晶性能和流变性能的影响。

聚苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)是一种应用于包装瓶,纤维,薄膜和机械领域的聚酯材料,其用量逐年攀升。废弃的一次性使用的PET制品带来的环境污染亦日益严重,回收PET不但能减少环境污染而且还能够节约资源。然而,在PET常规加工中经历的热解、氧化和水解以及户外使用时的光裂解导致其分子下降,力学性能降低;由此,严重限制了回收PET的再使用。通过添加苯二甲酸乙二醇酯(PET)用扩链剂进行反应挤出提高PET的特性粘度成为人们研究的焦点。

扩链增粘PET。苯二甲酸乙二醇酯(PET)用扩链剂是指通过反应挤出等手段来增加聚合物相对分子量的某些低相对分子量的化合物,一般是一种双官能化合物,其很容易与聚合物链端基发生反应。

线形聚酯的端部主要是羧基和羟基,链增长的基本原理是:扩链剂的活性基团与PET中的端羧基或者端羟基反应,分子耦合,分子量成倍提升,得到高粘度的聚酯。

缩合反应型苯二甲酸乙二醇酯(PET)用扩链剂。早在1973年,Shima使用活性二酯如对苯二甲酸二苯酯等作为聚酯扩链反应的扩链剂来提高聚酯的分子量,然而其缩聚过程中生成的副产物不易除去反而会影响聚合物的性能。因此,随着对扩链反应研究的加深和新的扩链剂的出现,此类扩链剂的也逐渐淡出人们的视线。

羟基加成型苯二甲酸乙二醇酯(PET)用扩链剂。羟基加成型扩链剂主要有异氰酸酯、双酰亚胺酯、双环羧酸酐等。N. Torres等研究了二异氰酸酯增粘PET的情况:该扩链剂可将回收的PET特性粘度从0.60dL/g提高到0.84dL/g;同时根据加工过程中扭矩平衡值的不同,得出二异氰酸酯的反应活性强于?唑啉和双环氧类扩链剂,脂肪族异氰酸酯要强于芳香族异氰酸酯。

Firas等用双螺杆挤出机研究了PMDA用量和挤出停留时间对PET的扩链情况。随着扩链剂的用量的增加,PET特性粘度上升,端羟基含量下降:当PMDA用量为0.3wt%时,特性粘度增加了0.18 dL/g,端羟基含量从27eq/t降至10eq/t;当PMDA含量超过0.3wt%时,PET发生了交联。挤出停留时间延长亦可增加PET的特性粘度,但对特性粘度的影响明显小于PMDA用量变化对其特性粘度的影响。



4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)

聚脲

降低凝胶反应速度, 使得用喷涂浇铸技术生产这种高硬度聚合物成为可能。延长的凝胶速度可以改善与基层的粘着性、流动性、涂层之间的结合及表面质量。使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作为熟化剂,可显著提高聚合物的抗冲击性能低温性能。


羧基加成型扩链剂。羧基加成型扩链剂主要有双环氧乙烷化合物、双环亚胺醚化合物、内酰胺化合物等。使用双环氧类化合物作为聚酯扩链剂反应时,会生成多个新的活性基团,改变其形态从而影响其使用性能。

Haralabakopoulos等使用多种双环氧化合物作为扩链反应的扩链剂以研究其与聚酯反应的反应活性,结果显示环状的双环氧扩链剂比缩水甘油醚类的反应活性高,产物特性粘度变化大,扩链效果更好。

李斌等采用悬浮聚合法合成了环氧类扩链剂苯乙烯-EMC的共聚物SMC,其中含有的活性环氧基团可于回收的PET链端得羧基反应,将其与PET反应共混,使得PET的特性粘度从0.448 dL/g提高至0.570 dL/g,端羧基含量降低,扩链效果明显。

扩链PET的结晶性能。结晶性能和热转变是反应挤出改性PET的重要性质,扩链增粘的PET分子量提高改变了自身的结晶速率和结晶程度,因此便影响了PET的性能和诸如Tg、Tm和结晶温度Tc在内的热转变参数。

石永刚等利用差示扫描量热仪,采用等温和非等温结晶两种动力学研究方法研究了双-2-?唑啉苯改性PET的结晶动力学,结果显示:双-2-?唑啉苯改性PET对其结晶速度和结晶度较同一条件下的未改性PET均有所降低;不同结晶温度对结晶速度常数均有影响,改性的PET受结晶温度影响更明显且有明显的二次结晶过程;在非等温结晶动力学研究中发现改性后的PET具有较宽矮的熔体结晶峰和较大的过冷度。 

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