含離子基團(tuán)的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的制備及性能研究.pdf

1、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是廣泛應(yīng)用的一類聚酯，通過共混、共聚方法對(duì)PBT進(jìn)行改性，進(jìn)一步提高性能的努力一直未有停止。相比較對(duì)PBT大分子鏈進(jìn)行離子化改性的研究還較少，國內(nèi)外相關(guān)的報(bào)道不多。 本文以對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)、1，4-丁二醇(BD)為原料，加入第三單體5-磺酸鈉-1，3-間苯二甲酸二甲酯(SIPM)，通過酯交換后縮聚的工藝，制得了一組不同離子含量的PBT離聚物(SPBT)。SIPM相對(duì)DMT的摩爾比例分別為4

2、％、6％、8％，所得聚合物依次記為SPBT-4、SPBT-6、SPBT-8。用烏氏粘度計(jì)通過將聚合物溶液稀釋成不同濃度外推法求出了SPBT-4、SPBT-6、SPBT-8的特性粘度[η]分別為0.63dL/g、0.50dL/g、0.39dL/g，離子基團(tuán)的引入導(dǎo)致SPBT離聚物的特性粘度下降。對(duì)聚合物進(jìn)行紅外光譜分析，在628cm-1處存在C-S鍵的伸縮振動(dòng)峰，而且吸收強(qiáng)度隨離子基團(tuán)含量的增加而增強(qiáng)，表明添加的SIPM確實(shí)被引入到了PB

3、T大分子鏈上。 DSC分析表明，第一次升溫時(shí)離聚物在130℃附近出現(xiàn)了小的吸熱峰，可能由于聚合物中存在離子聚集區(qū)的有序→無序轉(zhuǎn)變；離聚物的熔點(diǎn)(Tm)降低，熔體冷卻時(shí)的結(jié)晶溫度(Tc)移向低溫區(qū)，意味著結(jié)晶時(shí)的過冷度增大，結(jié)晶速率變慢；同時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)晶放熱峰寬化，甚至出現(xiàn)雙峰，結(jié)晶過程可能變得復(fù)雜。采用經(jīng)修正的Avrami方程研究了PBT和SPBT的非等溫結(jié)晶過程，SPBT的結(jié)晶速率常數(shù)減小，尤其在DSC的較低降溫速率下。Avram

4、i指數(shù)在3—4之間，其成核與生長機(jī)理沒有太大變化。X衍射的結(jié)果分析說明SPBT聚合物所產(chǎn)生的晶體結(jié)構(gòu)與PBT相同，但晶體尺寸減小，尤其是在大分子鏈的side—by—side和與大分子鏈方向相關(guān)的方向。充分退火處理后，樣品的結(jié)晶度變化不明顯。 通過毛細(xì)管流變儀測試了熔體的流變特性，SPBT離聚物屬于非牛頓假塑性流體，粘度隨剪切速率的增加而下降，也隨溫度的升高而下降。由于SPBT樣品特性粘度與PBT相差較大，在相同溫度和剪切速率下S

5、PBT樣品的表觀粘度都低于PBT的表觀粘度，而且隨著離子含量的增加，表觀粘度下降。SPBT離聚物熔體的表觀粘度與溫度的依賴關(guān)系均符合Arrhenius方程，發(fā)現(xiàn)SPBT粘流活化能明顯高于純PBT，且隨著離子含量的增加有增大的趨勢。 在ABEΦ25紡絲機(jī)上進(jìn)行了SPBT的紡絲試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)SPBT離聚物可在普通熔紡設(shè)備上順利紡制成纖維，但由于SPBT切片粘度較低，紡絲速度設(shè)定為600m/min。初生纖維經(jīng)2.7倍拉伸后得到SPBT纖維