异山梨醇型聚碳酸酯的合成工艺及表观动力学研究

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异山梨醇(IS)是生物基脂肪族二元醇,无毒副作用,化学性能和热性能较稳定,可以改善聚合物的性能,有望替代双酚A成为合成聚碳酸酯的绿色环保原料。本论文以异山梨醇与碳酸二苯酯(DPC)为原料制备出高分子量、透明度良好的异山梨醇型聚碳酸酯(PIC),采用红外光谱仪(IR)、热重分析仪(TG)和凝胶色谱仪(GPC)分别对产物的结构、热稳定性和分子量进行了表征,并研究了四乙基氢氧化铵催化异山梨醇和碳酸二苯酯合成异山梨醇型聚碳酸酯的表观动力学。  结果表明,较优的工艺条件为:四乙基氢氧化铵(TEAH)为催化剂,用量4.75×10-4mol/mol异山梨醇,异山梨醇和碳酸二苯酯的摩尔配比1∶1,预聚温度220℃,预聚压力0.03 MPa,预聚时间20 min,缩聚温度245℃,缩聚压力0.01 MPa,缩聚时间30 min。在该条件下,合成异山梨醇型聚碳酸酯的特性黏度为34.61 mL/g,数均分子量为12219g/mol,透明度良好,具有较高的热稳定性。异山梨醇和碳酸二苯酯的酯交换反应的表观动力学模型为二级反应,该反应的表观活化能为31.3 kJ/mol,指前因子为1.3×105,表观反应焓-10.2 kJ/mol,反应是放热反应。
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