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PET环状低聚物的表征及其开环聚合研究

2021-05-08赵梦肖包建娜张先明陈世昌杨志超石教学陈文兴

合成纤维工业 2021年2期

赵梦肖,包建娜,王 滢,张先明*,陈世昌,杨志超,石教学,陈文兴

(1. 浙江理工大学 纺织纤维材料与加工技术国家地方联合工程实验室,浙江 杭州 310018;2. 浙江古纤道绿色纤维有限公司,浙江 绍兴 312000)

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有优良的力学性能、热稳定性、抗蠕变性、耐摩擦性、耐疲劳性及抗化学腐蚀性等,广泛应用于纤维、工程塑料、瓶片和薄膜等领域[1-3]。然而,在酯交换或酯化过程中,PET在热力学驱动下会生成一定比例的环状低聚物(COET)[4-6],这些COET对加工成型工艺及产品质量影响较大[7]。例如,在纺丝过程中低聚物易在喷丝板上聚集,经过长时间的高温氧化而结焦,从而影响纺丝组件的使用寿命[8]。因此,研究PET中的COET在生产过程中的开环聚合及其性质极其重要。

目前,COET的提取方法主要包括索氏提取法、溶解沉淀法、超声波萃取法和超临界流体萃取法等[4, 7]。F.J.MÜLLER[9]等在1967年首次提取了PET中的COET。结果表明,PET切片中的COET质量分数为2%~3%[10]。虽然目前已有各种手段提取PET中的COET,但仍存在对COET的提取率低、提取时间长、得到的COET需要后续纯化等局限性。

E.W.CAROTHERS[6]曾经提出,在高温高真空下,COET易从熔融PET中蒸馏出来,但这一方法仅适用于脂肪族低聚物的合成,且反应条件苛刻。COET可直接由单体合成,如酰氯与乙二醇在稀溶液中直接反应可得到高产率的COET[11]。上述制备方法简单、原材料廉价,并且可有效调控环状低聚物的环尺寸分布。然而,由于环状低聚物熔融温度过高,如何将得到的环状低聚物在合适条件下进行开环聚合反应仍有待研究。……

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