工程塑料-热塑性聚酯概述.ppt

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1、内容提要§3.1概述§3.2PET和PBT树脂的制备§3.3PET和PBT的结构与性能§3.4PET和PBT的加工和应用§3.1概述1聚酯和热塑性聚酯定义聚酯：大分子主链的重复单元中含有结构的高聚物的统称。热塑性聚酯：指由饱和的二元羧酸（酯）和二元醇通过缩聚反应制得的线形聚合物的统称。不饱和聚酯(热固性聚合物)：由不饱和二元羧酸（或羧酐）与二元醇缩聚得到的聚合物。这类聚酯包括PET、PBT、PCT、PEN、PBN、聚酯液晶聚合物系列、聚芳酯、聚酯弹性体及新开发的生物分解性聚酯。在热塑性聚酯大家族中，由脂肪族二元酸和脂肪族二元醇合成的聚酯，熔点低，柔性好

2、，一般作为聚酯弹性体、热熔胶及生物分解塑料等。用作工程塑料的热塑性聚酯通常由芳香族二元酸和各种二元醇合成制得。2聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate;PET)对苯二甲酸(TerephthalicAcid;TPA)和乙二醇(EthyleneGlycol;EG)的缩聚物，分子结构式为：聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutyleneterephthalate;PBT)对苯二甲酸和1,4丁二醇(1,4-butyleneGlycol;BG)的缩聚物，分子结构式为3热塑性聚酯是一类颇具发展前途的重要工程塑料品种，PBT是五大通用

3、工程塑料的后起之秀，工业化最晚（20世纪70年代），发展速度最快。第6次课§3.2PET和PBT树脂的制备一、PET树脂的制备1反应机理聚合反应为熔融缩聚，主要包括酯交换法、直接酯化法和固相缩聚法。特点：生产成本低；工艺流程少，能耗低。对苯二甲酸二甲酯或精对苯二甲酸乙二醇Dimethyleneterephthalate;DMT对苯二甲酸双羟乙酯PET缩聚反应缩聚反应Bishydroxyethylterephthalate;BHETPureTerephthalicAcid;PTAEthyleneGlycol;EG缩聚釜旋风分离器冷凝器冷凝器乙二醇贮槽冷却

4、槽切粒机⑴酯交换法的预聚合(已基本淘汰)⑵直接酯化法的预聚合精对苯二甲酸(Pureterephthalicacid;PTA)和乙二醇在催化剂(Sb2O3和亚磷酸三苯酯)作用下直接酯化BHET，再经高温(260-290℃)熔融、高真空缩聚，得到PET。①酯化反应②酯化缩聚反应⑶固相聚合缩聚反应将分子量较低的PET预聚体（BHET粉末或切片）加热至Tg以上，Tm以下（10-20℃），在真空或惰性气体的条件下产生固相缩聚反应，使分子量增大。固相缩聚和酯化部分相同，只是继续缩聚增大分子量和结晶。最大特点：不受粘度限制。缺点：分子量分布不匀。优点：工艺简单，反应

5、条件温和，投资低，近年来取得迅速发展。固相缩聚反应发生在部分结晶的分子链终端，主要存在两种类型的反应：固相缩聚过程中，酯化和酯交换两个化学反应同时发生。固相法是近年来发展起来的新技术，针对高分子量需求而出现，而熔融缩聚法最早投入生产，且工艺和设备均成熟。理论上，由于高聚物无定形态与熔融态的连续性，熔融缩聚阶段所发生的反应都能在固相缩聚阶段发生。但是，由于固相缩聚阶段的操作温度低于熔融缩聚，此时的聚合物仍处于固态（固相缩聚因而得名），大分子整链被固定，而端基却有足够活性通过扩散互相靠近到足够发生有效碰撞，从而使缩聚反应得到继续，树脂分子量提高。2结晶化处

6、理PET树脂根据不同条件可分为无定形和结晶形两种形态，且两者在一定条件下又可相互转换。无定形PET在190℃左右时结晶速度最快。结晶速度和最低结晶温度受加热介质影响，＜90-95℃时不能结晶，水中的最低结晶温度比空气中低20℃左右。当PET在合适温度条件时，并不立即结晶，而是有诱导期存在，这是因为要形成晶核。由于分子链链段的热运动，晶核要在诱导期内才会达到一定大小，所以无定形PET的结晶过程必须在一定温度范围内，才可明显进行。PET结晶速度相当慢，注塑时冷却时间必须加长，从而造成生产周期延长，成本提高。为缩短诱导期，通常加入成核剂，使之在较低温度下结晶

7、。PET的结晶物性：(1)结晶温度愈高，结晶核数量愈多，晶粒愈小。(2)分子量越高，结晶核数量越高，但球晶小。(3)延伸成纤维后，取向性好，无法得到球晶。二、PBT树脂的制备1反应机理DMT或TPA丁二醇ButyleneGlycol;BG对苯二甲酸双羟丁酯PBT缩聚反应缩聚反应Bishydroxybutylterephthalate;BHBT⑴酯交换法的预聚合(国内外采用此法为主)⑵直接酯化法的预聚合(发展趋势)①酯化反应②酯化缩聚反应缩聚反应⑶固相聚合①酯交换②酯化③酯化④降解⑤副反应⑥酸解⑦酯基转移Pn-COO(CH2)4OH+HO(CH2)4OO

8、C-PmPn-COO(CH2)4OOC-Pm+HO(CH2)4OHPn-COO(CH2)4OO