PET-PCT共聚酯及其離聚物的制備及結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、本文以對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)以及1，4—環(huán)己烷二甲醇(CHDM)為原料，采用直接酯化法合成了一系列不同配比的PET—PCT共聚酯。此外，還以3～5mol％的5—磺酸鈉—1，3—間苯二甲酸二甲酯(SIPM)取代部分對苯二甲酸二甲酯(DMT)與EG及CHDM進(jìn)行反應(yīng)的基礎(chǔ)上，以酯交換法制得了一組不同離子基團(tuán)含量的PET—PCT離聚物(SPET—PCT)，其中CHDM的添加量為10mol％。 采用核磁共振技術(shù)對PET—P

2、CT共聚酯的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明產(chǎn)物為無規(guī)嵌段共聚酯，共聚酯中、PCT鏈段的實(shí)際含量大于CHDM/EG的投料比，共聚酯中PET鏈段和PCT鏈段的平均序列長度與其含量成正比。SPET—PCT的紅外光譜在628cm—1處存在的C—S鍵伸縮振動峰表明離子基團(tuán)被成功引入到共聚物大分子鏈上。 利用差示掃描量熱儀(DSC)分析了共聚酯的熱性能。隨CHDM含量的增加，共聚酯的結(jié)晶能力下降，CHDM的加入量至15mol％時已基本可以獲得

3、非晶共聚酯；PET—PCT共聚酯的玻璃化轉(zhuǎn)變隨CHDM的增加向高溫移動；PCT鏈節(jié)含量低的樣品在退火后于低溫處和高溫處出現(xiàn)了兩個熔融吸熱峰，且Tm和△Hm隨：PCT含量的增加而降低。因此，可以通過控制EG/CHDM的比例制備不同結(jié)晶程度乃至非晶的共聚酯。對于SPET—PCT，無論熱處理與否均未出現(xiàn)熔點(diǎn)，說明此離聚物是非晶態(tài)的。 廣角X—射線衍射的結(jié)果也進(jìn)一步證明在CHDM含量較低的情況下，共聚酯可以結(jié)晶且結(jié)晶衍射峰與PET一致，

4、隨CHDM含量的增加，共聚物變?yōu)榉蔷B(tài)；SPET—PCT沒有顯示結(jié)晶衍射峰，與DSC及偏光顯微鏡觀察的結(jié)果一致。 用密度梯度法測試了共聚酯及其離聚物的密度，發(fā)現(xiàn)隨CHDM含量增加，PET—PCT共聚酯的密度逐漸變??；SPET—PCT的密度小于相應(yīng)的PET—PCT的密度值。 對共聚酯不同升溫速率的熱失重(TG)分析表明，在N2氣氛中共聚酯具有良好的熱分解穩(wěn)定性，所有樣品的起始分解溫度大于400℃，最大分解溫度均大于435℃

5、。用Friedman法對共聚酯的熱分解動力學(xué)分析表明：與PET相比，PET—PCT共聚酯的E值、n值有所降低，但各共聚酯間的E值、n值差別不大，這表明在CHDM含量較少的范圍內(nèi)，CHDM對共聚酯的熱穩(wěn)定性影響不大。對離聚物的TG分析表明，離子基團(tuán)的引入使共聚酯的熱穩(wěn)定性稍有下降。 對共聚酯及其離聚物的裂解—?dú)庀嗌V—質(zhì)譜的分析表明在不同的裂解溫度下，產(chǎn)物的組成差別很大。在550℃裂解時，在總離子流圖上的各特征裂解產(chǎn)物明顯，為PE

6、T—PCT共聚酯及其離聚物的結(jié)構(gòu)鑒定提供了豐富的信息。 采用高級轉(zhuǎn)矩流變儀(ARES—RFS)和動態(tài)力學(xué)分析儀(DMA)研究PET—PCT共聚酯及其離聚物的微觀相態(tài)結(jié)構(gòu)。動態(tài)流變測試表明G’～freq曲線出現(xiàn)明顯的末端區(qū)效應(yīng)，隨PCT含量的增加G’偏離線性關(guān)系的頻率移向高頻；動態(tài)力學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn)DMA圖譜中tand曲線上顯示出兩個玻璃化轉(zhuǎn)變峰，且即使試樣經(jīng)充分熱定型處理后仍呈現(xiàn)雙玻璃化轉(zhuǎn)變，由此證明PET—PCT共聚酯呈現(xiàn)微相分