基于pet固相缩聚反应与结晶性能研究

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1、浙江大学硕士学位论文PET固相缩聚反应与结晶性能研究姓名：鞠兰申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：冯连芳;王嘉骏20050601浙江大学硕士毕业论文PET固相缩聚反应与结晶性能研究摘要采用固相缩聚(SSP)制备高分子量聚酯(PET)越来越受到产业界和学术界的重视。SSP的反应温度在熔点以下，小分子脱出的困难制约了聚合反应速率；切片中无定形组分使得提高反应温度时经常出现粘结现象。因此，半结晶PET固相缩聚反应过程中结晶行为及其演变、反应与结晶解耦合的研究非常重要。本文首先对PET的固相缩聚反应进行了实验研究。反应是在实验室自行设计的无梯度反应器和油浴固定床反应器

2、中进行。反应后的切片采用乌式粘度法测量聚合物特性粘度，利用经验公式计算出产物的分子量，得到了产物分子量与反应温度、反应时间之间的关系。随着反应温度的提高和反应时间的延长，产物分子量都会有所增加，反应温度对产物分子量的影响更大。其次，对PET切片进行了结晶分析，分别对切片采用DSC进行了差热扫描和在热台显微镜上观察其结晶形态。改变升温速率对切片进行差热扫描的实验结果表明，升温速率对结晶峰温度有显著影响，升温速率后结晶峰逐渐向熔融峰偏移，升温速率为80"C／min时结晶峰已经很小。说明若采取适当的方法预处理原料切片，则有可能改善固相缩聚中粒子粘结的问题。对不同反应温度和

3、反应时间下的产物切片进行DSC扫描的结果表明，PET在DSC扫描分析时呈现熔融、再结晶、再熔融现象；结晶峰的出现是该温度下结晶占主导，熔融峰是由于熔融为主导，结晶峰和熔融峰之间的直线并不代表不存在结晶和熔融，而是再结晶和再熔融达到了“动态平衡”；温度超过260’C，所有的结晶都熔融。通过热台显微镜清楚观察了PET结晶过程，显示出PET结晶呈4片花瓣，旋转式结晶。最后采用计算流体力学的方法对球形PET粒子在500K的惰性气体场中的升温过程进行了模拟。模拟结果显示PET粒子内部传热规律为前面快后面慢，表面快，中心慢，粒子内部温度达到均衡需要15分钟的时间。说明目前工业装

4、置采用的氮气加热PET切片的方法难于对粒子内部的结晶进行控制，SSP缩聚过程要摆脱结晶的制约必须寻求其他快速预热PET切片的方法。关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯固相缩聚结晶!堕查兰堡主兰些堡奎!!!里塑堡窭垦皇皇堕曼丝壁竺窒AbstractMoreandmoreattentionWaspaidtoproducePoly(ethyleneterephthalate)(PET)usingSolidStatePolycondensation(SSP)．ThetemperatureofSSPreactionisunderthemeltingpointofPET．whichle

5、dtothedifficultyofsmallmolecule’Sremovalandrestrictedreactionrate．Meanwhile，theamorphouscomponentinPETpelletcallcauseadhesiveeffect．Therefore，itisimportanttoinvestigatecrystallizationbehaviorandevolution，uncoupleofreactionandcrystallizationinSSPprocess．Inthisthesis，westudyexperimentall

6、ytheprocessofSSPreactionfirstly．Thereactionswerecarriedoutinanisocraticreactorandanoilbathfixedbedreactor,whicharedesignedbyUS．TheinherentviscosityofpelletismeasuredbyUbbelohdeviscositymeter,andmolecularweightwascalculatedbyempiricalequation．Thenwecallobtainthecorrelationsbetweenthemol

7、ecularweightandthereactiontemperaturethemolecularweightandreactiontimerespectively．Asreactiontemperatureandtimeincreasedthemolecularweightdecreased，theeffectoftemperatureonthemolecularwei曲ismorepronouncedthanthatofreactiontime．Secondly,crystalanalysisofPETpelletisinvestigatedthroughD