PBT低熔点共聚酯的制备与性能研究

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低熔点共聚酯是改性共聚酯的一个重要品种,它与普通聚酯相比具有熔点低、流动性好等特点,由于其价格适中且与普通聚酯有着良好的相容性,在汽车行业、无纺布、涂料、电子电器、建筑等领域均有应用,故应用领域十分广泛。随着工业技术不断创新,聚酯行业对低熔点共聚酯的需求日益增加,低熔点共聚酯得以快速发展,应用前景更为广泛。通过大量阅读文献发现低熔点共聚酯的研究主要集中在PET、PTT的改性方面,PBT在低熔点改性方面的研究却不多;2-甲基-1,3-丙二醇(MPO)是一种具有独特甲基支链结构的新型二元醇,在化学合成中表现出了优异性能,且MPO对PBT的改性未见报道。本论文选择以不同摩尔比的间苯二甲酸(IPA)和MPO对PBT聚酯进行共聚改性,目的是合成具有熔点低和适宜结晶度的共聚酯,使其能够在化纤、无纺布等行业有更好的应用。在常规聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的制备过程中,加入MPO和IPA分别作为第三单体或同时加入MPO和IPA作为第三单体和第四单体,采用直接酯化熔融缩聚的方法在5L磁力搅拌缩聚反应釜中制备3种不同系列的改性PBT共聚酯。采用红外光谱仪对共聚酯样品的结构进行表征;用黏度法测定改性共聚酯的黏均相对分子量;用差示扫描量热仪(DSC)、正交偏光显微镜(POM)对样品熔融结晶性能及结晶形貌进行表征并研究了其等温结晶动力学和非等温结晶动力学;使用毛细管流变仪对样品的流变性能进行表征,以期得到结晶度适中的PBT低熔点共聚酯,并且初步研究了PBT低熔点共聚酯在无纺布领域中的应用。黏度法测试结果表明所制备的改性PBT共聚酯的黏均相对分子质量在19000-31000 g?mol-1范围内,均达到了常规PBT水平。DSC测试结果表明IPA和MPO均能使改性PBT共聚酯的熔点降低、玻璃化转变温度增加、冷结晶温度增加;共聚酯的结晶能力随IPA和MPO加入量的增加而降低。POM观察结果表明MPO和IPA的加入均使得改性PBT共聚酯形成了球形结晶形貌,且随着加入量的增加,其球晶尺寸减小;MPO和IPA同时改性的改性PBT共聚酯的球晶结构大小变化不明显,进一步表明MPO对PBT的结晶性能具有较大的影响。等温结晶动力学结果表明,IPA和MPO的加入降低了PBT的结晶性能,随着降温速率的增加,其改性共聚酯的半结晶时间比纯PBT大。非等温结晶动力学结果表明,Ozawa法显示非线性关系曲线,Jeziorny法可较好的描述改性PBT共聚酯的非等温结晶过程。毛细管流变仪测试结果表明所制备的低熔点共聚酯为假塑性流体,改性共聚酯非牛顿指数均小于1,并且随着温度的升高而增大,说明升高温度有利于改善低熔点共聚酯的流动性。
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