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聚萘二甲酸乙二醇酯的合成与性能研究

作 者: 李琪
导 师: 黄关葆;汪少朋
学 校: 北京服装学院
专 业: 材料学
关键词: 聚萘二甲酸乙二醇酯 聚酯醇解 固相缩聚 共聚 粘度降 热失重 动力学
分类号: TQ316.33
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


本文研究了直接酯化法合成PEN、废料醇解再缩聚合成PEN、PEN固相缩聚增粘、PET-PEN共聚、PEN粘度降热失重动力学,并对特性粘度、热性能、结晶性能进行了测试分析,取得了如下成果。利用钛酸正四丁酯为催化剂,由1,4-NDA合成的PEN,产品特性粘度较低,色泽较差;由2,6-NDA合成的PEN,特性粘度较大,结晶性能较好;1,4-NDA比2,6-NDA的酯化活化能大。PEN的醇解温度195~235℃,配比(PEN/EG)=1/(1.3~2.0),时间150~180min。BHEN缩聚反应温度285~290℃。对产品进行变温热失重动力学分析得到:PEN新切片、废料醇解(PEN/EG(mol/mol)=1/1.3)合成的PEN、和新切片醇解(PEN/EG(mol/mol)=1/1.3、1/1.8)再合成PEN,热分解活化能分别为:374.96kJ/mol、140.08kJ/mol、395.00kJ/mol、210.76kJ/mol。PEN固相缩聚反应时间越长、颗粒尺寸越小、反应温度越高、真空度越优,产品的特性粘度增长越快;但是随着反应时间的延长,产品特性粘度升到一定程度后会降低。制备了TPA/NDA(mol/mol)比例分别为95/5、90/10、85/15、80/20的PET-1,4-PEN共聚物,随着1,4-NDA含量的增加,产品的Tm降低,共聚物的热分解温度都略高于纯PET,失重率略低于纯PET。随着NDA含量的增加,产品的XRD曲线向2θ减小的方向偏移,且结晶峰强度变小。对PEN的热降解研究发现,等温粘度降实验中温度越高,时间越长,粘度降越大。空气中的粘度降活化能比N2中的略低,粘度降比N2中大。变温热失重实验中,空气环境中样品的热失重活化能略小,热失重更容易。

全文目录


摘要  3-4Abstract  4-10前言  10-11第1章 文献综述  11-30  1.1 聚酯  11-12  1.2 PEN  12-15    1.2.1 PEN简介  12-13    1.2.2 PEN的性能  13-15  1.3 PEN的制备  15-23    1.3.1 直接酯化法  16    1.3.2 酯交换法  16-18    1.3.3 酯交换法与直接酯化法的比较  18-23  1.4 聚酯废料的醇解  23-25    1.4.1 甲醇醇解法  23-24    1.4.2 乙醇醇解法  24    1.4.3 乙二醇醇解法  24-25  1.5 固相缩聚简介  25-27  1.6 PEN共聚、共混改性  27-28  1.7 本课题的目的、意义和主要研究内容  28-30    1.7.1 选题的目的、意义  28-29    1.7.2 主要研究内容  29-30第2章 NDA与EG直接酯化-缩聚制备PEN及产品性能研究  30-46  2.1 引言  30  2.2 实验部分  30-33    2.2.1 实验原料  30-31    2.2.2 实验装置  31    2.2.3 实验操作及条件  31-33  2.3 性能测试  33-34    2.3.1 特性粘度(Ⅳ)  33    2.3.2 差示扫描量热仪(DSC)  33    2.3.3 热重-差热综合热分析(TG-DTA)  33    2.3.4 X射线衍射(XRD)  33-34  2.4 结果与讨论  34-44    2.4.1 主要实验现象及产品外观  34-35    2.4.2 直接酯化反应动力学的研究  35-38    2.4.3 1,4-NDA合成的PEN的热分析  38-40    2.4.4 2,6-NDA合成的PEN的热分析  40-41    2.4.5 XRD分析  41-42    2.4.6 对合成的2,6-PEN进行变温热失重分析  42-44  2.5 小结  44-46第3章 PEN废料醇解再缩聚合成PEN的研究  46-52  3.1 引言  46  3.2 实验部分  46-47    3.2.1 实验原料  46    3.2.2 实验仪器  46    3.2.3 实验操作及工艺条件  46-47  3.3 性能测试  47    3.3.1 特性粘度(Ⅳ)  47    3.3.2 热重-差热综合热分析(TG-DTA)  47  3.4 结果与讨论  47-51    3.4.1 特性粘度(Ⅳ)分析  47-48    3.4.2 TG-DTA综合热分析  48-49    3.4.3 变温热失重动力学  49-51  3.5 小结  51-52第4章 PET-PEN共聚物的制备及其性能研究  52-58  4.1 引言  52  4.2 实验部分  52-53    4.2.1 实验原料  52    4.2.2 实验装置  52    4.2.3 实验操作及其工艺条件  52-53  4.3 性能测试  53    4.3.1 特性粘度(Ⅳ)  53    4.3.2 差示扫描量热仪(DSC)  53    4.3.3 热重-差热综合热分析(TG-DTA)  53    4.3.4 X射线衍射(XRD)  53  4.4 结果与讨论  53-57    4.4.1 粘度分析(Ⅳ)分析  53-54    4.4.2 DSC分析  54-55    4.4.3 TG-DTA分析  55-56    4.4.4 XRD分析  56-57  4.5 小结  57-58第5章 PEN固相缩聚的研究  58-80  5.1 引言  58  5.2 实验部分  58-62    5.2.1 实验原料  58    5.2.2 实验装置  58    5.2.3 实验操作及其工艺条件  58-62  5.3 性能测试  62    5.3.1 特性粘度(Ⅳ)  62    5.3.2 差示扫描量热仪(DSC)  62    5.3.3 热重-差热综合热分析(TG-DTA)  62    5.3.4 X射线衍射(XRD)  62  5.4 结果与讨论  62-79    5.4.1 固相缩聚反应工艺条件对产品特性粘度的影响  62-73    5.4.2 固相缩聚产品的热分析  73-76    5.4.3 产品的XRD分析  76-79  5.5 小结  79-80第6章 PEN粘度降与热失重动力学研究  80-88  6.1 引言  80  6.2 实验部分  80-81    6.2.1 实验原料  80    6.2.2 实验仪器  80    6.2.3 实验操作及其工艺条件  80-81  6.3 性能测试  81-82    6.3.1 特性粘度(Ⅳ)  81    6.3.2 差示扫描量热仪(DSC)  81    6.3.3 热重-差热综合热分析(TG-DTA)  81-82  6.4 结果与讨论  82-87    6.4.1 特性粘度分析  82-83    6.4.2 等温粘度降动力学研究  83-84    6.4.3 变温热失重动力学研究  84-87  6.5 小结  87-88第7章 结论  88-90参考文献  90-97攻读硕士学位期间发表的学术论文  97-98致谢  98

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 高分子化合物工业(高聚物工业) > 生产过程 > 聚合反应过程 > 按方法分
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