PET瓶片的缩聚与反应挤出扩链研究

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分别利用固相缩聚法和反应挤出法对PET瓶片进行扩链增粘研究,固相缩聚中使用不同的停留时间、反应温度、预结晶时间,反应挤出中使用不同的瓶片含水量、熔融温度、扩链剂种类、扩链剂配比、螺杆转速、真空度等条件研究产物特性粘度的变化,探索出最佳的扩链增粘工艺条件。对于间歇式固相缩聚法,测定出PET切片的平均特性粘度为0.540dL/g,当停留时间为21h、反应温度为220℃、在180℃下预结晶1h时产物的特性粘度达到最大值0.614dL/g。对于反应挤出PET瓶片,先随机抽样测定PET瓶片的平均特性粘度为0.786dL/g,瓶片颜色对其特性粘度没有影响;使用缩聚型反应挤出机对PET瓶片增粘,发现熔融温度在(256±2)℃范围内、瓶片含水量低于0.2%时增粘效果最佳。在缩聚型反应挤出机中使用不同种类扩链剂对PET瓶片反应挤出,各扩链剂的最优扩链效果分别为:甲苯二异氰酸酯(TDI)用量为0.35%时,产物特性粘度为0.745dL/g;三氧化二锑(Sb203)用量为0.35%时,产物特性粘度为0.749dL/g;邻苯二甲酸酐用量为0.2%时,产物特性粘度为0.770dL/g;萘四甲酸二酐(NTDA)用量为0.25%时,产物特性粘度为0.763dL/g;均苯四甲酸二酐(PMDA)用量为0.3%时,挤出产物特性粘度为0.821dL/g;相比较而言,PMDA扩链效果最优,探索其最适的熔融温度范围为256—258℃。使用PMDA与邻苯二甲酸酐复配作为扩链剂,发现当两者配比分别为0.3%和0.2%时产物特性粘度有最大值0.954dL/g,但样条有少许凝胶,有些粗细不均;当两者配比分别为0.3%和0.25%时,产物特性粘度也高达0.923dL/g,样条粗细均匀且牵引平稳。选择此配比探索反应挤出机各工艺条件,发现最佳熔融温度范围为(256±2)℃,对应的螺筒各段温度分别为240,255,250,250,230℃(机头),最佳螺杆转速为50—70r/min之间,缩聚段真空度为-0.1MPa。
摘要第1-5页
Abstract第5-7页
目录第7-10页
引言第10-11页
1 文献综述第11-28页
   ·聚对苯二甲酸乙二醇酯第11页
   ·PET瓶的生产与应用第11-12页
   ·PET瓶的回收现状第12-14页
   ·传统的物理回收法和化学降解法第14-16页
   ·熔融缩聚增粘法第16页
   ·固相缩聚增粘法第16-21页
     ·固相缩聚反应动力学第17-18页
     ·固相缩聚生产工艺第18-19页
     ·固相缩聚增粘的制约因素第19-21页
   ·反应挤出扩链增粘法第21-25页
     ·双噁唑啉类扩链剂第21-22页
     ·双环氧类扩链剂第22-23页
     ·二异氰酸酯类扩链剂第23-24页
     ·酸酐类扩链剂第24-25页
     ·其它扩链剂第25页
   ·PET瓶片的其它综合利用方法第25-28页
2 实验部分第28-35页
   ·实验原料与试剂第28页
   ·主要设备与仪器第28-29页
   ·固相缩聚增粘试样的制备第29页
   ·PET瓶片的挑选和干燥处理第29页
   ·PET瓶片含水量的测定第29-30页
   ·PET瓶片与扩链剂的初混第30页
   ·PET瓶片反应挤出工艺第30-31页
   ·挤出产物的后处理第31页
   ·产物特性粘度测定第31-33页
     ·苯酚/四氯乙烷混合溶剂的配制第31-32页
     ·样品溶液的制备第32页
     ·溶剂和溶液流出时间的测定第32-33页
     ·产物特性粘度的计算第33页
   ·端羧基含量的测定第33-34页
   ·差示扫描量热法(DSC)分析第34页
   ·红外光谱(IR)分析第34-35页
3 结果与讨论第35-71页
   ·PET切片的固相缩聚增粘第35-42页
     ·PET切片的红外光谱第35-36页
     ·PET切片的DSC热谱第36页
     ·PET颗粒尺寸第36-37页
     ·PET切片的特性粘度第37-38页
     ·停留时间对特性粘度的影响第38-39页
     ·反应温度对特性粘度的影响第39-41页
     ·预结晶时间对特性粘度的影响第41-42页
   ·反应挤出机对PET瓶片的扩链增粘研究第42-49页
     ·PET瓶片的表征第43-44页
     ·PET瓶片的特性粘度第44-45页
     ·缩聚型反应挤出机的重新装配和改进第45-47页
     ·瓶片含水量对产物特性粘度的影响第47-48页
     ·螺筒温度对产物特性粘度的影响第48-49页
   ·异氰酸酯扩链剂对PET瓶片的扩链增粘第49-51页
     ·TDI扩链PET瓶片的机理第49-50页
     ·TDI用量对PET瓶片特性粘度的影响第50页
     ·TDI对PET瓶片端羧基含量的影响第50-51页
   ·填加Sb_2O_3的反应挤出增粘第51-53页
     ·Sb_2O_3的增粘机理第51-52页
     ·Sb_2O_3用量对产物特性粘度的影响第52-53页
   ·邻苯二甲酸酐对PET瓶片的反应挤出增粘第53-54页
     ·邻苯二甲酸酐的扩链机理第53页
     ·邻苯二甲酸酐用量对产物特性粘度影响第53-54页
   ·萘四甲酸二酐对PET瓶片的反应挤出增粘第54-55页
     ·萘四甲酸二酐的扩链机理第54页
     ·萘四甲酸二酐用量对产物特性粘度的影响第54-55页
   ·均苯四甲酸二酐对PET瓶片的反应挤出增粘第55-62页
     ·均苯四甲酸二酐的扩链机理第55-57页
     ·均苯四甲酸二酐用量对产物特性粘度的影响第57-58页
     ·均苯四甲酸二酐用量对产物端羧基含量的影响第58-59页
     ·熔融温度对产物特性粘度的影响第59-62页
   ·PMDA与邻苯二甲酸酐复配时对PET瓶片的反应挤出增粘第62-67页
     ·多酐复配型扩链剂的扩链机理第62页
     ·不同复配配比对产物特性粘度的影响第62-64页
     ·不同复配配比对产物端羧基含量的影响第64-66页
     ·扩链产物的IR表征第66-67页
   ·添加多酐复配型扩链剂时的反应挤出工艺第67-71页
     ·熔融温度对产物扩链的影响第67-68页
     ·缩聚段真空度对产物扩链的影响第68-69页
     ·螺杆转速对产物扩链的影响第69-71页
结论第71-72页
参考文献第72-77页
攻读硕士学位期间发表学术论文情况第77-78页
致谢第78-79页
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