亞臨界水中聚對苯二甲酸丁二醇酯的(催化)解聚研究.pdf

1、本文在間歇式高壓反應釜里開展亞臨界水中聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的催化和非催化解聚研究，采用傅立葉紅外光譜（FT-IR）、氣-質聯譜（GC-MS）、氣相色譜（GC）、高效液相色譜（HPLC）對解聚產物進行定性定量分析，考察反應條件對PBT解聚率、目標產物對苯二甲酸（TPA）、四氫呋喃（THF）產率的影響。在石英毛細管反應器中，研究了PBT在亞臨界水中的解聚及相態(tài)變化。
　　 在溫度220～360℃、壓力2.2～18.6MPa

2、、反應時間5～60min、投料比（H2O與PBT的質量比）4.0～12.0條件下，開展了PBT在亞臨界水中的解聚實驗。結果表明PBT在亞臨界水中能降解至單體水平，解聚產物主要有TPA、THF等。通過GC-MS檢測，沒有檢測到1，4-丁二醇（1，4-BD），與Goje的研究結果不同。通過進一步研究證明，1，4-BD在本實驗條件范圍內會脫水環(huán)化，完全轉化為THF，固相產物TPA對1，4-BD的脫水環(huán)化反應有催化作用，該結果在國內外尚無公開報

3、道。PBT的解聚反應主要受反應溫度和反應時間影響，投料比對解聚反應的影響較小。在實驗取值范圍內，PBT在亞臨界水中的較佳解聚條件為反應溫度320℃、反應時間15min、壓力11.2MPa、投料比8.0。此時PBT可完全解聚，主產物TPA產率達96.5％以上。
　　 在溫度220℃～300℃、時間5min～60min，投料8.0、壓力2.2MPa～8.6MPa的條件下，以氫氧化鈉和醋酸鋅為催化劑，開展了亞臨界水中PBT的解聚實驗，

4、發(fā)現PBT在亞臨界水中的解聚率隨著溫度和時間的增加而增加，TPA和THF產率隨溫度和時間的變化比較明顯；并通過三個體系（無催化劑、NaOH為催化劑、Zn（Ac）2為催化劑）的比較，發(fā)現堿性催化劑氫氧化鈉對PBT的解聚情況影響不明顯，酸性催化劑醋酸鋅有利于亞臨界水中PBT的解聚。在催化劑Zn（Ac）2投加量0.05g、反應溫度260℃、反應時間45min、壓力4.7MPa條件下，PBT可完全解聚，主產物TPA產率達98.8％。
　　

5、 在石英毛細管反應器中，研究PBT在亞臨界水的解聚，用顯微鏡在線觀察升溫、反應及降溫過程中體系反應相態(tài)變化。在室溫下體系由PBT固體、水、蒸汽三相組成；加熱到220℃時PBT開始熔化，并形成液體小球，此時體系中液態(tài)PBT、水、蒸汽三相共存；液體小球不斷收縮，在反應溫度300℃時和水劇烈反應，8min解聚完全，液體小球最終消失，反應體系變?yōu)闅庖憾?。在冷卻過程中，約在225℃左右開始有TPA晶體析出，出現相分離，隨著溫度的降低晶體逐漸增