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1、第30卷第6期东华大学学报(自然科学版)Vol.30,No.62004年12月JOURNALOFDONGHUAUNIVERSITYDec.2004PETG的制备及性能研究邹海霞,喻爱芳,李文刚,黄象安(东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海,200051)摘要聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己二甲醇酯(PETG)是由对苯二甲酸二甲酯(DMT)、乙二醇(EG)和1,4环己二甲醇(CHDM)共聚而成的共聚酯。其制备方法为,单体在170~210下,进行酯交换反应,然后在260~3
2、00、复合催化剂的作用下高真空中缩聚而成。通过差示扫描热分析仪(DSC)和广角X衍射(WAXD)分析了它的结晶性与热性1能,从核磁共振氢谱(HNMR)的测试结果中得到EG/CHDM的投料比与共聚物中的实际比有很大差异。关键词:聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己二甲醇酯,共聚酯,制备,结晶性能,热性能中图分类号:TQ031.2PET(聚对苯二甲酸乙二酯)是一种常用的热塑尤其对结晶性能的研究较为深入。如HeeYeoul[5][6]性树脂,广泛应用于纤维、薄膜和包装材料等领域,Yoo和NaokoYoshie等人从不同的
3、角度探讨了[7]尤其是饮料瓶的生产。但由于PET在通常温度下共聚酯的共结晶性能;TakeshiKikutani等人研究结晶速度缓慢,加热时又会出现结晶现象,造成对了PETG纤维在不同的纺丝速度下的结晶性能;而[1][8]成形制品在尺寸稳定性、透明性等的不利影响。RickBass等人则讨论了PETG纤维与其他纤维PCT(聚对苯二甲酸1,4环己二甲酯)最早是的粘结性能。但这些都是对市场上已有产品的研20世纪80年代由美国的EastmanKodark公司开究,对PETG制备讨论得较少。这里的主要内容就发的聚酯新品种,由
4、PTA(对苯二甲酸)或DMT(对是通过酯交换方法制备PETG,并对其热性能、结晶苯二甲酸二甲酯)和CHDM(1,4环己二甲醇)先通性能和分子结构方面作了一些研究探讨。过酯化或酯交换反应再缩聚而成。国内于20世纪90年代开始关注PCT,它是一种半结晶的热塑性聚1实验部分酯,其突出的优点是耐热性好,熔点、玻璃化转变温度和热变形温度均比其他热塑性聚酯和工程塑料1.1原料高,与PPS(聚苯硫醚)相同。利用它优良的耐热性对苯二甲酸二甲酯(DMT),工业级;能,主要应用于耐高温材料方面,如耐热食品容器、乙二醇(EG),工
5、业级;[2,3]餐盘等。1,4环己二甲醇(CHDM),工业级。PETG是由DMT(或PTA)、EG和CHDM三1.2聚合设备种单体共聚而成的共聚酯。在一定的EG/CHDM2.5L真空聚合釜。比例下,由于分子链中环己烷单元的引入,降低了1.3共聚酯的合成整个分子链的规整性,PETG为一种完全无定形的1.3.1酯交换反应透明共聚酯。它的透明性、着色性和气密性等克服按2.21醇与酸摩尔比在聚合釜加入DMT、了PET在这方面的缺陷,所以在食品包装、日用品EG、CHDM及酯化催化剂,在170~210下发生和化妆品
6、容器、光化学及医学领域有很好的应用前酯交换反应,当生成小分子甲醇的量达到理论值的景。同时,PETG具有良好的加工性能,不需要添加90%时,认为酯交换反应基本结束。[4]任何增塑剂或其他改性剂。1.3.2缩聚反应目前国内对PETG的研究较少,国外主要就上述酯交换反应结束后,加入复合催化剂,常PETG的结晶性能和PETG纤维的性能研究较多,压搅拌10min左右。然后在低真空下预缩聚45~收稿日期:200310102东华大学学报(自然科学版)第30卷60min,再进入高真空阶段,反应温度为260~方法:将样品熔融
7、后于冰水中骤冷,然后称取4300。当功率表数值上升13~15格时,缩聚反应~5mg用于测试。以10/min的速度从30升至结束出料。制得不同比例的共聚酯PETG样品编300~320,再以同样的速度降温至30,测定样号如表1所示。品在此过程中热焓的变化。1.4.3广角X衍射(WAXD)分析表1不同比例的样品编号和特性粘度仪器:日本理学公司RIGAKUX射线衍射仪,样品编号EG/CHDM特性粘度[]/(dLg-1)铜靶,Ni滤波片,电压40kV,电流40mA。PET100/00.64*方法:取样品树
8、脂熔融热压成膜,在冰水中骤PETG180/200.71冷。然后在110的烘箱中烘30min,取出后进行XPETG275/250.41衍射测试,扫描角度5~40。1PETG365/350.661.4.4核磁共振氢谱(HNMR)分析PCT0/1000.38仪器:BrukerAm500核磁共振仪。方法:将4~5mg样品溶于溶剂中。除样品注:*为参考文献值PCT的溶剂