聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備與研究.pdf

1、聚對苯二甲酸-1，3-丙二醇酯(Polytrimethylene terephthalate，簡稱PTT)是一種新型大容量熱塑性聚酯材料，PTT既具有PET的強度、韌性和耐熱性，又具有PBT的加工優(yōu)勢，由PTT制成的纖維具有比PET纖維和PBT纖維更高的拉伸回彈率和更低的模量，具有PA纖維的易加工性、易染色性以及蓬松性等優(yōu)點。高分子量的PTT在纖維和工程塑料等領域具有重大應用前景，但其制備和生產技術在國內還不夠成熟。
　　本論文通

2、過正交試驗研究了對苯二甲酸(PTA)與1，3-丙二醇（1，3-PDO）酯化和預縮聚反應中原料配比、催化劑用量、反應溫度、反應時間等因素對PTT特性粘數(shù)的影響，并優(yōu)選了酯化和預縮聚反應的最佳反應條件。采用固相縮聚方法合成了特性粘數(shù)達到1.0dL/g的高特性粘數(shù)PTT聚酯。
　　基于PTA、1，3-PDO、和1，2-丙二醇（1，2-PDO），合成了一系列1，2-PDO鏈段含量不同的聚對苯二甲酸（1，3-丙二醇/1，2-丙二醇）共聚酯(

3、PTDT)。研究了PTDT共聚酯的非等溫結晶行為，降溫速率一定時，隨著1，2-PDO鏈段含量的增加，共聚酯的結晶峰溫向低溫方向移動。利用莫志深和Jeziorny方法方法對PTDT共聚酯的非等溫結晶動力學進行了研究。發(fā)現(xiàn)莫志深法能較好的描述PTDT共聚酯的非等溫結晶過程。莫志深方法的分析結果顯示:隨著1，2-PDO鏈段含量在共聚酯分子鏈中增加，結晶速率減小;Jeziorny方法的結果表明，對于同一個樣品，結晶速率常數(shù)Zc隨著降溫速率的增加

4、而增加，而半結晶時間t1/2隨之縮短，說明降溫速率越大結晶速率越快。在降溫速率一定時，隨著1，2-PDO鏈段含量的增加，PTDT共聚酯樣品的結晶速率常數(shù)Zc減小，半結晶時間t1/2增加，說明PTDT共聚酯分子鏈中1，2-PDO鏈段含量的增加會導致結晶速率減小。這個結果與通過莫志深方法得到的結論相一致。
　　用Jeziorny方法和Ozawa方法處理PTDT共聚酯的非等溫結晶動力學數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)1，2-PDO鏈段含量較小的樣品（PTD

5、T-1、PTDT-2、PTDT-3和PTDT-4）會出現(xiàn)結晶動力學數(shù)據(jù)偏離Avrami方程和Ozawa方程的現(xiàn)象，而1，2-PDO鏈段含量較大的樣品(PTDT-5)的動力學數(shù)據(jù)能較好的符合Avrami方程和Ozawa方程。通過偏光顯微鏡(POM)觀察了PTDT共聚酯的結晶形貌，發(fā)現(xiàn)樣品PTDT-5由于結晶速率較慢，在不同的降溫速率下形成的球晶互相之間都沒有發(fā)生擠撞，保持獨立完整的球晶形貌。而樣品PTDT-1、PTDT-2、PTDT-3和

6、PTDT-4與樣品PTDT-5相比結晶速率較快，在結晶發(fā)展到一定階段球晶之間發(fā)生相互擠撞，形成明顯的晶界，球晶不再保持球形的形貌而是變成不規(guī)則成多面體，球晶的三維生長受到空間限制。結合POM的觀察結果與Jeziorny方法和Ozawa方法對非等溫結晶動力學數(shù)據(jù)的分析，證實了Tobin等人結晶后期晶體相互碰撞導致結晶動力學數(shù)據(jù)偏離Avrami方程的觀點和Sajkiewicz等人球晶的三維生長受到空間限制造成非等溫結晶動力學數(shù)據(jù)偏離Ozaw

7、a方程的觀點。
　　采用Kissinger方法得到了PTDT共聚酯樣品非等溫結晶的表觀活化能，結果顯示隨著1，2-PDO鏈段含量在PTDT共聚酯樣品中的增加，PTDT-1、PTDT-2、PTDT-3、PTDT-4和PTDT-5的表觀結晶活化能依次增大，表明1，2-PDO鏈段的引入會阻礙結晶的進行，使結晶的難度增大。
　　熱重分析儀(TGA)研究結果表明，1，2-PDO鏈段含量不同的PTDT共聚酯樣品的T5％、T50％、Tdm