PET的擴(kuò)鏈及熱致相分離法制膜的研究.pdf

1、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有優(yōu)異的透明性,耐化學(xué)性和阻隔性被廣泛的應(yīng)用于包裝領(lǐng)域,但是在熔融的加工過(guò)程中,PET易發(fā)生熱降解、熱氧化和水降解等反應(yīng),使其分子量下降,影響了加工性,也使制品的機(jī)械性能和化學(xué)性能降低,限制了其應(yīng)用。針對(duì)上述問(wèn)題,本課題使用化學(xué)擴(kuò)鏈法增加PET的粘度和降低端羧基含量,滿足PET的加工需求。
　　 使用氰酸酯(BADCy)作為擴(kuò)鏈劑,與常用的擴(kuò)鏈劑環(huán)氧和二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)進(jìn)行對(duì)比,對(duì)熔融

2、狀態(tài)的PET進(jìn)行擴(kuò)鏈。比較了擴(kuò)鏈后的PET的熔體扭矩,特性粘度和粘均分子量,結(jié)果表明BADCy對(duì)PET的擴(kuò)鏈效果較MDI和環(huán)氧E-51好。采用紅外譜圖來(lái)驗(yàn)證PET和BADCy的擴(kuò)鏈反應(yīng),并對(duì)BADCy的擴(kuò)鏈機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。通過(guò)對(duì)擴(kuò)鏈后PET扭矩,特性粘度以及羧基含量的測(cè)試,研究了反應(yīng)時(shí)間,BADCy的含量以及不同轉(zhuǎn)速對(duì)PET擴(kuò)鏈效果的影響。結(jié)果表明,隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)增加PET的分子量,但是時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)引起熱降解。隨著氰酸酯含量的增

3、加,擴(kuò)鏈反應(yīng)速度增加,PET的擴(kuò)鏈效果增加。轉(zhuǎn)速的加快有利于剪切作用的加強(qiáng),使得混合效果加強(qiáng),但強(qiáng)烈的剪切會(huì)引發(fā)PET的降解。通過(guò)熔體流動(dòng)速率(MFR)儀,擴(kuò)展流變儀以及DSC測(cè)試,對(duì)擴(kuò)鏈后的PET的流變性能以及結(jié)晶性能進(jìn)行了表征。研究發(fā)現(xiàn),PET的擴(kuò)鏈限制了PET分子鏈的運(yùn)動(dòng),使熔體的流動(dòng)性能降低,結(jié)晶不完善,結(jié)晶困難,熔點(diǎn)溫度低。
　　 氰酸酯可在熱或在催化劑作用下可發(fā)生環(huán)化反應(yīng),形成帶有三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)的均聚物.氰酸酯的三聚體。

4、本課題利用其三聚體的多官能度,高網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)提高其作為PET擴(kuò)鏈劑的擴(kuò)鏈效果。利用紅外譜圖計(jì)算出氰酸酯單體的轉(zhuǎn)化率用來(lái)表征三聚體的含量。通過(guò)GPC來(lái)進(jìn)一步測(cè)試三聚體的分子量及分子量分布。通過(guò)扭矩,特性粘度,羧基含量以及凝膠含量的測(cè)試對(duì)比了三聚體的含量對(duì)PET擴(kuò)鏈的影響。結(jié)果表明,三聚體的存在可以使PET的擴(kuò)鏈效果增加,但是當(dāng)三聚體含量過(guò)高時(shí),總的官能團(tuán)活性降低,擴(kuò)鏈效果減弱。通過(guò)熔體流動(dòng)速率(MFR)儀,擴(kuò)展流變儀以及DSC的測(cè)試,對(duì)擴(kuò)鏈

5、后的PET的流變性能以及結(jié)晶性能進(jìn)行了表征。進(jìn)一步的證明了擴(kuò)鏈的發(fā)生,改善了PET的流變性能,阻礙了PET的結(jié)晶。
　　 本課題嘗試使用熱致相分離(TIPS)法制備PET膜,選擇二甲基亞砜(DMSO),二苯甲酮,N-甲基吡咯烷酮(NMP)作為PET的稀釋劑。通過(guò)掃描電鏡(SEM)對(duì)稀釋劑種類,PET初始濃度和分子量以及冷卻溫度對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,稀釋劑與聚合物的相互作用不同,所制得的微孔膜結(jié)構(gòu)不同。相容性好的PE