PET回收瓶擴(kuò)鏈劑
分別使用雙口惡唑啉(BOZ)、均苯四酐(PMDA)及兩者的混合物作為PET回收瓶擴(kuò)鏈劑,研究PET回收瓶擴(kuò)鏈劑種類、PET回收瓶擴(kuò)鏈劑用量和反應(yīng)擠出機(jī)加工工藝條件對(duì)PET產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量(-Mη)的影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在PET回收瓶擴(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PET回收瓶擴(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(duì)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(duì)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(duì)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。
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。
聚四亞甲基醚二醇雙對(duì)氨基苯甲酸酯(P1000)性能及用途:
聚四亞甲基醚二醇雙對(duì)氨基苯甲酸酯,P1000為液體,因此可在室溫下與預(yù)聚體混合,澆注和硫化,它可作為TDI和MDI體系的擴(kuò)鏈劑,也可作為環(huán)氧樹脂固化體系的柔性改性劑。應(yīng)用領(lǐng)域包括澆注、涂料、黏合劑、密封劑和噴涂體系,由于它的易加工性,決定了它特別適用于現(xiàn)場加工。XYLINK P-1000的室溫硫化體系與MDI/二醇熱硫化體系相比,不僅操作工藝簡單,而且性能優(yōu)于后者。另外在室溫下硫化所得到的彈性體的收縮率低,這也是該擴(kuò)鏈劑的一大特點(diǎn)。
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;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(duì)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。
PET塑料分子結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱,具有一定的結(jié)晶取向能力,故而具有較高的成膜性和成性。PET塑料具有很好的光學(xué)性能和耐候性,非晶態(tài)的PET塑料具有良好的光學(xué)透明性。另外PET塑料具有優(yōu)良的耐磨耗摩擦性和尺寸穩(wěn)定性及電絕緣性。PET做成的瓶具有強(qiáng)度大、透明性好、無毒、防滲透、質(zhì)量輕、生產(chǎn)效率高等因而受到了廣泛的應(yīng)用。PBT與PET分子鏈結(jié)構(gòu)相似,大部分性質(zhì)也是一樣的,只是分子主鏈由兩個(gè)亞甲基變成了四個(gè),所以分子更加柔順,加工性能更加優(yōu)良。
PET是乳白色或淺黃色高度結(jié)晶性的聚合物,表面平滑而有光澤。耐蠕變、抗疲勞性、耐摩擦性好,磨耗小而硬度高,具有熱塑性塑料中最大的韌性;電絕緣性能好,受溫度影響小,但耐電暈性較差。無毒、耐氣候性、抗化學(xué)藥品穩(wěn)定性好,吸濕性高,成型前的干燥是必須的。耐弱酸和有機(jī)溶劑,但不耐熱水浸泡,不耐堿。
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