二辛基氧化锡催化直接酯化法制备聚对苯二甲酸丁二醇酯研究

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聚对苯二甲酸丁二醇酯(Polybutylene terephthalate,简称PBT)是一种综合性能优良的热塑性树脂,是继聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)和改性聚苯醚(MPPO)之后第五大工程塑料。PBT不仅具有玻璃化温度低、结晶速度快、加工成型性能优良等特点,而且具备高耐热性、高机械强度、高电绝缘性、耐化学腐蚀、耐老化及低磨擦性等性能。目前,PBT工程塑料已经被广泛应用于电子电器、汽车部件、机械设备以及精密零部件的制造,以取代金属材料,热固性塑料以及一些热塑性塑料。国内市场PBT需求量日益增大,但生产量无法满足国内消费应用。迄今,PBT主要制备方法包括酯交换法(DMT法)和直接酯化法(PTA法)。它是由对苯二甲酸二甲酯(相对于DMT法)或对苯二甲酸(相对于PTA法)与1,4-丁二醇为原料,在催化剂存在下反应制得。我国PBT生产大多采用国外工艺技术,如德国吉玛公司、日本日立公司技术,所采用的催化剂主要是钛金属化合物。在实际应用中特别是采用直接酯化法生产PBT中存在催化剂易水解形成固体氧化物问题。拓展PBT生产中催化剂,改善生产工艺的稳定性,进而改善产品的性能及应用,增加产品在市场中的竞争力,有重要的理论意义和现实的应用意义。本论文采用直接酯化法由对苯二甲酸(PTA)和1,4-丁二醇(BDO)制备聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),在对比了以有机钛及有机锡化合物为催化剂的反应工艺基础上,首次成功地应用二辛基氧化锡(DOTO)为催化剂制备出聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。考察了不同反应参数对聚合反应过程的影响。同时,对产品的性能进行了测定和表征。结果表明,在优化的反应条件下:催化剂用量DOTO:10-3(DOTO/PTA质量比),酸醇摩尔比1:1.7,酯化温度230℃,酯化时间3h,缩聚温度245℃,缩聚时间5h,可成功制得PBT聚酯,其熔程为228-230℃,特性粘度可达0.789dL/g,数均分子量30000,符合PBT工程塑料要求。
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