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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粘度降与热失重动力学,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。
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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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