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增黏回收PET用扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-20 23:53:16
 本文介绍增黏回收PET用扩链剂

从增黏回收PET用扩链剂用量、反应时间分别研究了2,2一双(2-噁唑啉)(BOZ)与2,2-(1,3-苯撑)-双(2-噁唑啉)(PBO)对回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的扩链效果。

结果表明:增黏回收PET用扩链剂量为理论量的3倍,反应时间为4~6rain时获得最大扩链效果。其中BOZ对PET特性黏数的提高效果较好,从0.61提高到0.80。利用红外差减光谱分析了BOZ与PET的扩链反应前后的结构变化,酰胺基团出现以及酯基增加、羧基减少证实了扩链反应的发生;而五元环的存在则表明反应过程是分两步进行的。

利用差示扫描量热分析仪分析了残余增黏回收PET用扩链剂对产物热性能的影响;当扩链剂的添加量较低时,熔融过程中产物的相对分子质量进一步提高,结晶度下降;而当扩链剂添加量较高时,相对分子质量反而下降,结晶度上升。

PET具有优良的机械性能.刚性高.硬度大,吸水性很小,尺寸稳定性好。韧性好,耐冲击、耐摩擦、耐蠕变。耐化学性好,溶于甲酚、浓硫酸、硝基苯、三氯醋酸、氯苯酚,不溶于甲醇、乙醇、丙酮、烷烃。使用温度-100~120℃。弯曲强度148-310MPa

近来,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)广泛应用在瓶用切片、工业用丝和工程塑料中,对高分子质量PET的需要量越来越大。生产高分子质量PET的方法有直接合成法、固相缩聚法和大分子端基反应法。使用扩链剂,选择合适的工艺条件,在螺杆挤出机与大分子端基反应,提高分子质量,是可行的方法。我们采用常规PET切片,通过粘附剂在高速混合机中与粉状扩链剂混合,再用螺杆挤出机反应挤出造粒,考察了扩链剂、扩链反应条件及复合扩链剂对PET扩链反应的影响,以适合于工业化应用。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)

MDBA是4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,也可以叫做Unilink4200,是一种液体仲二胺,由于其中每个氨基上的氢原子被一个仲丁基取代,在有限的空间里活泼氢原子和仲丁基的 结合产生了许多独特的性能,氨基部分形成了影响硬段的脲键,而丁基则起内增塑剂作用。 它与聚合物母体相连,既不会浸出,也不会析出。同时烷基增加了二胺的溶解性,使它几 乎能与任何多元醇和多元胺混合。


扩链剂对PET性能的影响扩链反应。PET切片真空干燥(120℃,2h,升到160℃,保温4h),加入高速混合机中,与少量粘附剂混合1min,再加入粉状扩链剂混合3min。将混合物加入螺杆挤出机,反应挤出。

特性粘数用乌氏粘度计测定,25℃;溶剂:苯酚/四氯乙烷(1/1,w),按一点法公式[η]=[(1+1。4ηsp)1/2]/0。7C,C为100mL溶剂中含PET克数。羧基含量(CV)用中和法测定,将PET溶于苯酚/氯仿(2/3,w)溶液,溴酚蓝为指示剂,0。02N氢氧化钾/甲醇溶液滴定。

扩链剂PBO用量对扩链效果的影响。扩链后产物的羧基含量(CV)可以看出,随着PBO用量增加,扩链效果上升,但用量超过0。8%以后,反而略有下降。随PBO用量上升,CV迅速下降,超过0。8%以后,反而上升。PBO的扩链原理是双口恶唑啉化合物可与两个PET端羧基产生大分子偶联反应,使分子质量增加,[η]上升,CV值下降。

PBO用量对产物CV的影响T=240℃V=100r/min一分子PET与PBO反应,分子质量不增,但是羧基数下降。理论上,1个PBO分子可以与2个PET上的羧基反应,但实际上有些PBO分子并未联结2个PET分子。PBO最佳用量为PET的0。8%,即理论用量为2。6时,扩链效果较好。

反应温度对扩链效果的影响。其中,温度指螺杆机4~7区温度,机头温度均为240℃。随反应温度上升,扩链效果下降,温度再低于220℃,则造成塑化不良。螺杆挤出机的指示温度,只表示螺杆料筒上热电偶温度,PET切片在经过螺杆时,螺杆转动的机械能通过物料的变形、摩擦转变为热能,物料温度可高于指示的温度30~50℃,所以在指示温度220℃时,物料温度可达到熔点以上,使PET熔融。

温度升高,一方面有利于端羧基形成促进偶联反应;另一方面,由于系统中不可避免带入微量水,高温下水解:—COO+H2O—COOH+HO—产生的端羧基如不能进行偶联反应,就会使分子质量下降。结果表明,这一反应影响更大。由于挤出过程产生新的端羧基,PBO用量因此上升。同时,由于切片未用N2置换,切片空隙氧气在高温下与PET发生热氧化降解,使分子质量下降。

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