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环氧树脂PET扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-2-10 17:26:12
选取环氧树脂PET扩链剂,在双螺杆挤出机中对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行熔融扩链,利用熔体质量流动速率(MFR)的变化表征扩链效果。

研究环氧树脂扩链PET时,挤出温度、环氧树脂PET扩链剂选择、环氧树脂PET扩链剂用量等对扩链反应的影响,并与扩链剂ADR-4380进行了比较。

通过实验发现:不同的挤出温度对扩链效果影响较大;不同类型环氧树脂的扩链效果差异很大;随着扩链剂加入量的增加,扩链效果先增加明显后趋于稳定。与扩链剂ADR-4380相比,缩水甘油酯类环氧的扩链效果更好。

热塑性聚酯,特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)自其工业化生产以来,已迅速发展成为一种重要的塑料。20世纪50年代PET实现了纤维领域的工业化生产,通过对PET改性,使PET的应用范围逐步扩大,特别是由于聚酯增黏技术的发展,使得20世纪70年代末期注拉吹瓶生产实现了工业化。但随着聚酯工业的迅猛发展,相伴而来的是聚酯废料越来越多,目前已成为引起“白色污染”的元凶之一。

针对大量废旧PET饮料瓶的回收问题,如果单纯使用普通挤出机加工,则在挤出加工过程中很容易发生水解、热解等反应,导致产品的摩尔质量较低,其力学性能不能满足下游制品成型加工的要求,因此在完成PET的再生过程中需要提高聚酯的摩尔质量。

自20世纪80年代起对聚酯扩链反应进行了一系列的研究,即通过加入扩链剂与聚酯中的端羧基和端羟基反应,将不同聚酯大分子连接起来,从而提高聚酯的摩尔质量。这种方法由于具有高效、快速等特点,引起了许多学者的兴趣。这种熔融扩链法也日益引起工业界的注意,此方面的研究工作层出不穷。

通过研究不同扩链剂和反应条件对PET扩链反应的影响,寻找合适的扩链剂和反应条件,可以将熔融扩链法应用于PET的再生过程中。本文选取环氧树脂为扩链剂,通过测定试样的熔体质量流动速率(MFR),研究了挤出温度、扩链剂种类、扩链剂用量等因素对PET扩链效果的影响,并将环氧树脂与商品扩链剂ADR-4380进行了比较。


4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)产品用途

4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可应用于硬泡、软泡、涂料、胶粘剂、密封剂、弹性体、典型的使用量为多元醇的1-5%。4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA还可应用于喷涂聚脲、及多种用于金属和混凝土修补的化合物。

软泡

大块泡沫 - 在标准的TDI和高回弹泡沫组合料中,加入3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸强度、撕裂强度和承载性能,在多数情况下,这些优点在降低泡沫密度得以实现在聚酯泡沫中,同样比例的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以显著提高撕裂强度和承载性能,而不影响泡沫的其他性能。

冷模塑泡沫 - 在商业应用中已经证实,加入1-2php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、软化泡沫,从而使泡沫性能得以优化。还可以增强拉伸强度、撕裂强度和延伸率,缩短脱模时间。

硬泡

聚氨酯硬泡  – 在有水或无水硬泡体系中使用3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明显提高泡沫的压缩强度及尺寸稳定性,同时降低易脆性,提高闭孔率,降低导热系数。

聚异氰脲酸酯硬泡 - - 在系统中加入5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高压缩强度100%,在高比例水发泡或全水发泡中,尺寸稳定性显著改善。

涂料/胶粘剂/密封剂/弹性体

涂料 - - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室温熟化.配合适当的催化剂共熟化剂,可以生产用于喷涂、浇铸法的组合料系统。用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化剂的配方,可以提高粘着性和表面质量。

胶粘剂 - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基层更好地润湿,熟化后的聚合物与涂敷的表面更好地粘着。硬弹性体- - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半预聚物的熟化,以生产一系列硬度高的弹性体。

软弹性体 – 使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化剂可以延长釜中寿命,从而生产用作工业密封材料的软弹性体。


聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET): BG80;扩链剂:环氧TDE85、环氧771;扩链剂:环氧LY3505;商品扩链剂: ADR-4380。

先将PET粒料在140℃的温度下干燥4h,然后加入一定量环氧树脂扩链剂,混合均匀,经挤出机挤出造粒,试验时挤出温度为260~270℃。MFR测试温度260℃,试验负荷为2·16 kg。

为了研究反应温度对PET扩链效果的影响,我们分别在260、265和270℃下挤出造粒,测试所得粒料的MFR。随着造粒温度的升高,纯PET的MFR变大,从260℃时的37 g/10min到265℃时的38 g/10min,再到270℃时的40 g/10min,表明造粒温度提高,PET的摩尔质量变小,说明PET对温度十分敏感,温度升高使得PET降解。

PET中加入0·5份不同环氧树脂,经260℃挤出造粒后,其MFR明显降低,这证明了环氧树脂对PET的明显扩链效果。对于同一扩链体系来说,MFR也随温度的升高而变大,其变化规律都是相似的,MFR都随温度的升高而变大,说明PET在进行扩链反应的同时也有降解反应发生,为提高扩链效果应尽量降低造粒温度。

为考察扩链剂种类及用量对PET扩链效果的影响,分别使用三种环氧树脂,改变用量并在260℃下挤出造粒,测试所得粒料的MFR,其结果见图1。图1的结果表明,三种环氧树脂扩链剂的变化规律是相似的,当扩链剂用量较少时, PET的MFR随扩链剂用量增加而急剧下降;当扩链剂用量较多时, PET的MFR随扩链剂用量增加下降缓慢。这说明, PET中扩链剂用量较少时的扩链效果更明显。

三种环氧树脂扩链剂的扩链效果是明显不同的。随扩链剂用量从0增加到1份,PET+711体系的MFR从37 g/10min下降到8 g/10min; PET+TDE85体系的MFR从37 g/10min下降到13 g/10min;而PET+LY3505体系的MFR从37g/10min下降到18 g/10min。说明三者的扩链效果是: 711>TDE85>LY3505。

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