本实验主要研究了含有对苯二甲酸的聚酯回收料在催化剂和二元醇存在下,进行醇解和酯交换转化为各种不同组成具有端羟基的低分子链段和二醇,进而醇解产物与顺丁烯二酸酐酯化缩聚合成对苯型不饱和聚酯树脂。该生产方法简单,降低了生产成本,减少了环境污染,促进了循环经济的发展,具有良好的经济效益和社会效益。
1反应原理
1.1醇解
将粉碎好的聚酯回收料与二元醇按比例加入反应器中,在搅拌下逐渐升温,可以使聚酯废料发生醇解和酯交换反应,醇解的产物是对苯二甲酸二元醇的单体、二聚体和四聚体的混合物,在相同的单体、二聚体和四聚体中有不同的二元醇片段取决于所用的二元醇的类型。
1.2酯化和缩聚
到达醇解终点时,将醇解产物冷却至150℃或更低的温度,向其中添加不饱和二元酸,使其与醇解产物发生酯化缩聚反应合成不饱和线性聚酯。
2实验部分
2.1实验原料及仪器
聚酯回收料(PET)、乙二醇(工业品)、丙二醇(工业级)、一缩二乙二醇(工业级)、顺丁烯二酸酐(工业级)、苯乙烯(工业级)。
万能试验机(珠海三思计量仪器有限公司);维卡形变仪(承德市金建检测仪器有限公司);NDJ-79粘度计(同济大学机电厂)。
2.2工艺流程简图
聚酯回收料二元醇、催化剂顺酐苯乙烯
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清洗破碎干燥→醇解和酯交换→酯化缩聚→稀释→过滤→成品
2.3操作规程
在一个装有温度计、电动搅拌器、氮气导入管和分馏装置的反应釜中,按一定配比投入聚酯回收料、二元醇和催化剂,加热升温进行醇解,待PET全部溶解反应体系中无悬浮颗粒后,降温投入一定比例的顺丁烯二酸酐,逐步升温进行缩聚反应,控制馏头温度不超过105℃,当反应体系中酸值降到30mgKOH/g左右时即为反应终点。降温加入阻聚剂,搅拌半小时后,继续降温放料到装有苯乙烯的稀释釜中,充分搅拌使不饱和聚酯与苯乙烯相溶,控制稀释时的温度在70-90℃,最后冷却过滤即得乳白色浑浊粘性液体。
3实验结果与讨论
3.1原料配比的影响
固定醇解和酯交换温度在190-200℃,酯化缩聚温度在200-210℃,选用0.5%PET量的催化剂C,不同原料配比对反应的影响见表1。配方中不饱和二元酸(顺酐,MA)的作用是给聚酯提供长链分子中的不饱和双键,顺酐的用量决定了树脂固化时的反应活性以及树脂浇铸体的力学性能、耐热性和耐腐蚀性。
表1二元酸配比对树脂固化性能的影响
注1:UP-01(PET:MA:PG=1:1:1.2),UP-02(PET:MA:PG=1:1.5:1.7),UP-03(PET:MA:PG=1:2:2.2),UP-04(PET:MA:PG=1:2.5:3.8)
注2:固化特性是在25℃环境条件下50g树脂中加入过氧化甲乙酮2.5%(活性氧含量为10%),环烷酸钴为2%(钴含量为0.8%)测得的
从表1可以看出,随着配方中不饱和二元酸用量比例的增高,放热峰温度升高。说明不饱和二元酸比例愈高,不饱和聚酯树脂的双键数目增多,反应活性增加。原料配比的影响见表2。
表2原料配比的影响
从表2试验结果表明,随着配方中不饱和二元酸用量比例的增高,固化后树脂浇铸体的热变形温度升高,弯曲强度增加,巴柯尔硬度下降,说明不饱和二元酸比例愈高,交联密度愈高。* 以上信息由中国再生资源交易网提供,严禁拷贝!