PET用復(fù)合類擴(kuò)鏈劑
分別采用六亞甲基-1,6-二異氰酸酯(HMDI)和HMDI/環(huán)氧樹脂復(fù)配體系作PET用復(fù)合類擴(kuò)鏈劑,使用雙螺桿熔融擠出工藝對廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯(rPET)瓶片進(jìn)行擴(kuò)鏈增黏。
結(jié)果表明:HMDI單獨(dú)作為PET用復(fù)合類擴(kuò)鏈劑時(shí),rPET的特性黏數(shù)從0.467dL/g增加到0.633dL/g,而HMDI/環(huán)氧樹脂復(fù)配體系作擴(kuò)鏈劑時(shí),rPET的特性黏數(shù)增加到了0.703dL/g,這說明PET用復(fù)合類擴(kuò)鏈劑對rPET的擴(kuò)鏈效果更為明顯;HMDI/環(huán)氧樹脂復(fù)配體系擴(kuò)鏈后,rPET的結(jié)晶能力下降。
分別使用雙口惡唑啉(BOZ)、均苯四酐(PMDA)及兩者的混合物作為回收PET瓶的擴(kuò)鏈劑,研究擴(kuò)鏈劑的種類、擴(kuò)鏈劑用量和反應(yīng)擠出機(jī)加工工藝條件對PET產(chǎn)品相對分子質(zhì)量(-Mη)的影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在擴(kuò)鏈劑用量均為0.2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),BOZ可使產(chǎn)品的-Mη提高4600g/mol;BOZ和PMDA聯(lián)用有一定的擴(kuò)鏈效果,但不夠理想;而使用PMDA可使產(chǎn)品的-Mη提高9300g/mol,達(dá)到33300g/ mol,擴(kuò)鏈效果顯著。使用PMDA為擴(kuò)鏈劑時(shí),反應(yīng)擠出機(jī)的最佳工藝條件為:反應(yīng)段溫度260℃、螺桿 轉(zhuǎn)速45r/min、真空度011MPa。
隨著聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)在食用液體軟包裝領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,帶來了大量廢舊飲料瓶的回收問題。如果單純使用普通擠出機(jī)加工,則在擠出加工過程中很容易發(fā)生水解、熱解等反應(yīng),導(dǎo)致產(chǎn)品的相對分子量較低,其力學(xué)性能不能滿足下游制品成型加工的要求。 PET擴(kuò)鏈增粘所用擴(kuò)鏈劑有羧基加成型和羥基加成型,通常實(shí)施的方法有固相縮聚法和熔融擴(kuò)鏈法。
本文采用國際上新興的反應(yīng)擠出擴(kuò)鏈法,即采用縮聚型的反應(yīng)擠出機(jī),使物料填加擴(kuò)鏈劑后在螺筒中熔融,再在較高真空度、螺桿持續(xù)攪拌、平均停留時(shí)間約為5min內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)鏈縮聚。該方法能提高產(chǎn)品的分子量,特別適合于PET瓶片的回收加工。文中分別使用雙口惡唑啉、均苯四酐和兩者混合物作為PET的擴(kuò)鏈劑,研究了其用量對PET分子量的影響,并探索了PMDA為擴(kuò)鏈劑時(shí)反應(yīng)擠出的最佳工藝條件。
4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑MOEA)
本品為氨基鄰位乙基取代的芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑,與TDI和MDI預(yù)聚體有著良好的相容、配伍性,反應(yīng)速度較快,與E100搭配可用于反應(yīng)注射成型和聚脲噴涂工藝,制品具有優(yōu)良的物理以及動(dòng)態(tài)力學(xué)性能.用于聚脲彈性防水材料,可有效提高材料的強(qiáng)度、耐植物穿刺和耐老化性能.本品也可用作環(huán)氧樹脂的固化劑,賦予制品良好的抗張、耐撕裂、電絕緣及耐熱等性能.
4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺-芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑-MOEA
中文名:4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑MOEA); 3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯基甲烷; 硬化劑 ME-DDM
中文別名:3,3-二乙基-4,4-二氨基二苯基甲烷;硬化劑ME-DDM
實(shí)驗(yàn)原料?;厥诊嬃掀科?簡稱PET瓶片):經(jīng)十余次隨機(jī)抽樣檢測,測得 其平均特性黏度為0。65g/L,計(jì)算出平均粘均分子量(-Mη)為24000g/mol;雙口惡唑啉:學(xué)名為2,2′2雙(22口惡唑啉),縮寫B(tài)OZ,本實(shí)驗(yàn)室按文獻(xiàn)自行合成;均苯四酐:學(xué)名為均苯四甲酸二酐,縮寫PMDA,化學(xué)純;1,1,2,22四氯乙烷:分析純;苯酚:分析純。
儀器設(shè)備??s聚型反應(yīng)擠出機(jī):螺桿直徑30mm,長徑比為35,本實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)制造;真空干燥箱:DZF26020;電子分析天平:BS224S;精密控溫玻璃水浴:SYP,控溫精度為±011℃。
反應(yīng)擠出擴(kuò)鏈試樣制備。先將PET瓶片在160℃的真空干燥箱中真空干燥6h,按照文中比例加入一定量的擴(kuò)鏈劑,在高速混料機(jī)中混合均勻。除文中特別指明外,一般設(shè)定擠出機(jī)螺筒各段溫度為:240℃、260℃、260℃(反應(yīng)段)、260℃、240℃(機(jī)頭),螺桿轉(zhuǎn)速為45r/min,反應(yīng)段真空度為011MPa。擠出條狀物料經(jīng)牽引、冷卻、切粒即 為產(chǎn)品。
產(chǎn)品粘均分子量-Mη的測定。用電子天平準(zhǔn)確稱量一定量的PET產(chǎn)品,溶于苯酚2四氯乙烷溶液(m∶m=1∶1)中,采用烏氏黏度計(jì)、一點(diǎn)法測定,測定溫度(25±0。1)℃,采用(1)式計(jì)算PET的特性黏度[η]: [η]=[2(ηsp-lnηr)] 1/2 /C(1)式中:C———樣品質(zhì)量濃度(g/L);ηsp———增比黏度;ηr———相對黏度。產(chǎn)品PET的粘均分子量-Mη計(jì)算: [η]=K-Mη (2)計(jì)算時(shí)式中常數(shù)K、 α取值為:K=2。75×10-4,α=0。77。
通過縮聚反應(yīng)生成的PET通常情況下熔體黏度和熔體強(qiáng)度都較低,而且在加工中會(huì)伴隨明顯的剪切變稀現(xiàn)象,顯示出較低的熔體彈性。針對PET加工中所反映的流變現(xiàn)象及特征,研究PET的分子量以及分布,PET的粘彈性,以及加工成型中PET內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化。由此考察PET的流變行為變化可以實(shí)現(xiàn)對擴(kuò)鏈反應(yīng)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測以及對擴(kuò)鏈效果的表征。
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