学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

聚对苯二甲酸-1，4-环己烷二甲醇酯（PCT）的合成与性能研究

作　者: 蔡智怡
导　师: 黄关葆；汪少朋
学　校: 北京服装学院
专　业: 材料学
关键词: 对苯二甲酸(TPA) 1，4-环己烷二甲醇(CHDM) 聚对苯二甲酸-1，4-环己烷二甲醇酯(PCT) 酯化反应熔融缩聚固相缩聚等温结晶动力学非等温结晶动力学
分类号: TQ323.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 17次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文以对苯二甲酸(TPA)和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)为原料、钛酸正四丁酯为催化剂,通过直接酯化及熔融缩聚,制备聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯(PCT)。研究了酯化反应条件对酯化率和酯化时间的影响,结果表明:在酸醇摩尔比为1:1.6、催化剂用量为3.5/104(占TPA质量比)的实验条件下,合成对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯(BHCT)的反应时间最短且反应最完全。通过对酯化反应动力学的研究,得到酯化反应活化能为9--15kJ/mol,该动力学结果尚未见文献报道。熔融缩聚的研究结果显示:在本实验条件下,出料温度为304oC、搅拌电压为95V时,制备的聚酯PCT的特性粘度可达0.6677dL/g,其玻璃化温度(Tg)、结晶温度(Tc)、熔点(Tm)依次为93.23oC,135.62oC,299.65oC,与文献报道基本一致。此外,我们还对熔融缩聚产物PCT进行了粘度降的研究,发现随着热处理时间的延长,产物的特性粘度下降明显,并且在空气中的热氧化降解比通N2时的热降解所引起的特性粘度的降低更为严重,温度的影响也很严重。本文首次对聚酯PCT的固相缩聚进行了较系统的研究,本实验条件下,固相反应的最佳控制温度不高于250oC、反应时间为26.5h,得到固相缩聚产物PCT的特性粘度最高为0.9008dL/g。同时,DSC结果给出产物PCT的熔点峰在289-296oC之间,并有双峰出现。最后采用DSC法,用Avrami模型对聚酯PCT等温结晶动力学进行研究发现:Avrami模型只适用于描述PCT等温结晶的前期过程,描述次级结晶时Avrami方程与实际数据发生偏离。PCT非等温结晶动力学研究结果表明:Jeziomy与Ozawa方程不太适合,而Mo方法则处理较好。根据Kisslnger方法得到非等温结晶的活化能为16.82 kJ/mol。

全文目录

摘要 3-4ABSTRACT 4-9前言 9-10第1章绪论 10-24 1.1 聚酯概述 10-11 1.2 聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯（PCT）的研究及应用 11-16 1.2.1 聚酯PCT 的合成工艺 11-13 1.2.2 不同制备条件对聚酯PCT 性能的影响 13-14 1.2.3 聚酯PCT 的结构与性能 14-15 1.2.4 聚酯PCT 的应用 15-16 1.3 反应原料（单体）1,4-环己烷二甲醇（CHDM）的研究 16-18 1.3.1 CHDM 的物理化学性质 16-17 1.3.2 CHDM 的合成 17-18 1.3.3 CHDM 的国内外研究状况 18 1.4 聚酯PCT 的改性研究 18-19 1.4.1 酸改性聚酯PCT 18 1.4.2 醇改性聚酯PCT 18-19 1.5 聚酯的固相缩聚 19-21 1.5.1 固相缩聚的反应机理 19-20 1.5.2 固相缩聚的影响因素 20-21 1.5.3 固相缩聚的反应工艺 21 1.6 本文选题的目的与意义 21-22 1.7 课题主要研究内容及预期目标 22 1.7.1 研究内容 22 1.7.2 预期目标 22 1.8 课题研究方案 22-24第2章 TPA 与CHDM 的酯化反应及其动力学的研究 24-34 2.1 引言 24 2.2 实验部分 24-26 2.2.1 实验原料 24 2.2.2 实验仪器 24-25 2.2.3 实验原理及过程 25 2.2.4 酯化实验的原料配比及条件 25-26 2.3 结果与讨论 26-33 2.3.1 不同反应条件对酯化反应的影响 26-29 2.3.2 酯化反应动力学的研究 29-33 2.4 小结 33-34第3章 PCT 熔融缩聚及产物性能的研究 34-47 3.1 引言 34 3.2 实验部分 34-37 3.2.1 实验原料 34 3.2.2 熔融缩聚及粘度降的实验装置 34-35 3.2.3 熔融缩聚反应的原理及过程 35-36 3.2.4 粘度降的实验过程 36 3.2.5 熔融缩聚产物PCT 性能的研究 36-37 3.3 结果与讨论 37-46 3.3.1 缩聚反应条件对PCT 特性粘度的影响 37-38 3.3.2 热失重-差热分析图（TG/DTA） 38-40 3.3.3 差示扫描量热图（DSC） 40-43 3.3.4 X 射线衍射（XRD） 43-44 3.3.5 聚酯PCT 粘度降的研究 44-46 3.4 小结 46-47第4章 PCT 固相缩聚的研究 47-54 4.1 引言 47 4.2 实验部分 47-48 4.2.1 实验原料 47 4.2.2 固相缩聚反应装置 47 4.2.3 固相缩聚过程 47-48 4.3 结果与讨论 48-53 4.3.1 反应条件对固相缩聚的影响 48-50 4.3.2 固相缩聚产物的差示扫描量热图（DSC） 50-52 4.3.3 固相缩聚产物的X 射线衍射（XRD） 52-53 4.4 小结 53-54第5章 PCT 等温结晶和非等温结晶的研究 54-67 5.1 引言 54 5.2 实验部分 54 5.2.1 等温结晶 54 5.2.2 非等温结晶 54 5.3 结果与讨论 54-66 5.3.1 高聚物结晶动力学的理论基础 54-56 5.3.2 等温结晶的动力学研究 56-59 5.3.3 非等温结晶动力学的研究 59-65 5.3.4 结晶活化能 65-66 5.4 小结 66-67第6章结论 67-68致谢 68-69攻读硕士学位期间发表的学术论文 69-70参考文献 70-74

聚对苯二甲酸-1，4-环己烷二甲醇酯（PCT）的合成与性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文