超臨界醇介質(zhì)中PBT的分解及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)塑料可以利用超臨界甲醇進(jìn)行高效分解,并得到可以作為循環(huán)再利用資源的對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)和丁二醇(BG)單體,因此,利用超臨界醇類物質(zhì)作為PBT分解介質(zhì)的研究受到了人們的關(guān)注。本文選用無水乙醇、1-丙醇及1-丁醇三種醇類物質(zhì)作為超臨界介質(zhì)對(duì)PBT進(jìn)行分解回收實(shí)驗(yàn)。利用紅外光譜、熱性能分析、高效液相色譜、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)機(jī)等分析技術(shù)確定了分解產(chǎn)物的組成;PBT的分解效果根據(jù)分解產(chǎn)物中不溶于氫氧化鉀乙醇溶液的

2、殘留物的量表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在三種醇介質(zhì)的分解反應(yīng)中,分解產(chǎn)物中含有對(duì)苯二甲酸烷基羥丁基酯、對(duì)苯二甲酸二丁二醇酯(BHBT)、對(duì)苯二甲酸二烷基酯、丁二醇(BG)、四氫呋喃(THF)以及具有PBT重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的聚合度較低的酯鏈。分解率分析結(jié)果表明:在臨界壓力以上,反應(yīng)壓力對(duì)分解效果的影響很小;反應(yīng)時(shí)間及溫度對(duì)分解反應(yīng)有正面影響。且三種醇類介質(zhì)的分解率大小與甲醇介質(zhì)相比有甲醇＜乙醇＜1-丙醇＜1-丁醇。采用端基分析的方法對(duì)三種醇類介質(zhì)中的

3、PBT分解行為進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。實(shí)驗(yàn)溫度選取T=1.25Tc,投料比為5.8,求解各體系的分解反應(yīng)速率常數(shù)和平衡常數(shù),結(jié)果如下:k乙醇(0.2907g-PBT·(mol·min-1))＜k1-丙醇(0.1979g-PBT·(mol·min-1))＞k1-丁醇(0.1772g-PBT·(mol·min-1))。在300～400℃的溫度范圍內(nèi)求解分解反應(yīng)的表觀活化能,三種介質(zhì)的活化能值均高于甲醇體系。選用乙二醇作為PBT分解反應(yīng)的介質(zhì)進(jìn)行了