亞臨界水中ODPA-ODA聚酰亞胺的催化解聚研究.pdf

1、聚酰亞胺具有質量輕、耐化學能力強和良好的熱穩(wěn)定性,已被廣泛應用于各個領域。隨著聚酰亞胺的生產使用量不斷增加,聚酰亞胺的處置已成為一個嚴重的環(huán)境和經濟問題。
　　 在亞臨界水中利用間歇式高壓反應釜研究了溫度、反應時間、催化劑用量等對片狀和粉末狀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,探索了反應條件對ODPA/ODA聚酰亞胺的解聚率及解聚產物產率的影響。解聚產物采用高效液相色譜(HP

2、LC)、氣-質聯譜(GC-MS)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)等方法進行分析;在微型可視毛細管反應器(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中解聚后的氣相產物。
　　 對片狀(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、反應溫度280～350℃、反應時間2

3、0～100min的條件下,確定解聚產物有二苯醚二甲酸(OBBA),二氨基二苯醚(ODA)、苯胺、對苯二酚、4-氨基苯酚及二氧化碳。研究發(fā)現:片狀ODPA/ODA聚酰亞胺的催化解聚反應主要受反應時間和反應溫度的影響,堿性催化劑的投加量對解聚的影響不顯著。
　　 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％,各產物的產率分別為:OBBA35.5%、苯胺80.7%、對苯二

4、酚78.7%、ODA2.4%、4-氨基苯酚2.34%,均小于理論產值。ODPA/ODA聚酰亞胺的催化解聚反應為一級反應,經Arrhenius式關聯計算得催化解聚反應的活化能為119.35 KJ/mol。
　　 對粉末狀(60目)ODPA/ODA聚酰亞胺,在投料比(24g H2O/1.2gODPA/ODA聚酰亞胺)20、反應時間40min、催化劑NaOH0.02～0.08g、反應溫度280～350℃的條件下,確定解聚產物與片狀OD

5、PA/ODA聚酰亞胺解聚產物種類相同。催化解聚反應主要受溫度的影響,堿性催化劑投加量對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,反應溫度及反應時間對解聚率以及解聚產物的產率具有顯著的影響。
　　 此外,在FSCR中結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)現當溫度由室溫升至208.9℃時,ODPA/ODA聚酰亞胺開始溶脹,溫度繼續(xù)升高,