亞臨界水中ODPA-ODA聚酰亞胺的催化解聚研究.pdf

1、聚酰亞胺具有質(zhì)量輕、耐化學(xué)能力強(qiáng)和良好的熱穩(wěn)定性,已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。隨著聚酰亞胺的生產(chǎn)使用量不斷增加,聚酰亞胺的處置已成為一個(gè)嚴(yán)重的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。
　　 在亞臨界水中利用間歇式高壓反應(yīng)釜研究了溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量等對(duì)片狀和粉末狀4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐/4,4'-二氨基二苯醚(ODPA/ODA)聚酰亞胺的催化解聚,探索了反應(yīng)條件對(duì)ODPA/ODA聚酰亞胺的解聚率及解聚產(chǎn)物產(chǎn)率的影響。解聚產(chǎn)物采用高效液相色譜(HP

2、LC)、氣-質(zhì)聯(lián)譜(GC-MS)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)等方法進(jìn)行分析;在微型可視毛細(xì)管反應(yīng)器(FSCR)中觀察研究了ODPA/ODA聚酰亞胺在亞臨界水中相態(tài)隨溫度的變化,采用拉曼光譜不取樣分析FSCR中解聚后的氣相產(chǎn)物。
　　 對(duì)片狀(φ9×2mm)ODPA/ODA聚酰亞胺,在投料比(24g H2O/1.2gODPA/ODA聚酰亞胺)為20、催化劑NaOH的投加量0.02～0.08g、反應(yīng)溫度280～350℃、反應(yīng)時(shí)間2

3、0～100min的條件下,確定解聚產(chǎn)物有二苯醚二甲酸(OBBA),二氨基二苯醚(ODA)、苯胺、對(duì)苯二酚、4-氨基苯酚及二氧化碳。研究發(fā)現(xiàn):片狀ODPA/ODA聚酰亞胺的催化解聚反應(yīng)主要受反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度的影響,堿性催化劑的投加量對(duì)解聚的影響不顯著。
　　 在投料比為20、340℃、60min、NaOH0.02g的條件下,ODPA/ODA聚酰亞胺的解聚率高于98％,各產(chǎn)物的產(chǎn)率分別為:OBBA35.5%、苯胺80.7%、對(duì)苯二

4、酚78.7%、ODA2.4%、4-氨基苯酚2.34%,均小于理論產(chǎn)值。ODPA/ODA聚酰亞胺的催化解聚反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng),經(jīng)Arrhenius式關(guān)聯(lián)計(jì)算得催化解聚反應(yīng)的活化能為119.35 KJ/mol。
　　 對(duì)粉末狀(60目)ODPA/ODA聚酰亞胺,在投料比(24g H2O/1.2gODPA/ODA聚酰亞胺)20、反應(yīng)時(shí)間40min、催化劑NaOH0.02～0.08g、反應(yīng)溫度280～350℃的條件下,確定解聚產(chǎn)物與片狀OD

5、PA/ODA聚酰亞胺解聚產(chǎn)物種類相同。催化解聚反應(yīng)主要受溫度的影響,堿性催化劑投加量對(duì)催化解聚影響不顯著。
　　 比較分析不同粒度的ODPA/ODA聚酰亞胺的催化解聚研究發(fā)現(xiàn),反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間對(duì)解聚率以及解聚產(chǎn)物的產(chǎn)率具有顯著的影響。
　　 此外,在FSCR中結(jié)合顯微鏡觀察了粉末狀ODPA/ODA聚酰亞胺在亞臨界水中的相態(tài)隨溫度的變化,發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度由室溫升至208.9℃時(shí),ODPA/ODA聚酰亞胺開(kāi)始溶脹,溫度繼續(xù)升高,