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環(huán)氧樹脂PET擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-2-10 17:26:12 |
選取環(huán)氧樹脂PET擴(kuò)鏈劑，在雙螺桿擠出機(jī)中對聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)進(jìn)行熔融擴(kuò)鏈，利用熔體質(zhì)量流動速率(MFR)的變化表征擴(kuò)鏈效果。
研究環(huán)氧樹脂擴(kuò)鏈PET時，擠出溫度、環(huán)氧樹脂PET擴(kuò)鏈劑選擇、環(huán)氧樹脂PET擴(kuò)鏈劑用量等對擴(kuò)鏈反應(yīng)的影響，并與擴(kuò)鏈劑ADR-4380進(jìn)行了比較。
通過實驗發(fā)現(xiàn):不同的擠出溫度對擴(kuò)鏈效果影響較大;不同類型環(huán)氧樹脂的擴(kuò)鏈效果差異很大;隨著擴(kuò)鏈劑加入量的增加，擴(kuò)鏈效果先增加明顯后趨于穩(wěn)定。與擴(kuò)鏈劑ADR-4380相比，縮水甘油酯類環(huán)氧的擴(kuò)鏈效果更好。
熱塑性聚酯，特別是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)自其工業(yè)化生產(chǎn)以來，已迅速發(fā)展成為一種重要的塑料。20世紀(jì)50年代PET實現(xiàn)了纖維領(lǐng)域的工業(yè)化生產(chǎn)，通過對PET改性，使PET的應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，特別是由于聚酯增黏技術(shù)的發(fā)展，使得20世紀(jì)70年代末期注拉吹瓶生產(chǎn)實現(xiàn)了工業(yè)化。但隨著聚酯工業(yè)的迅猛發(fā)展，相伴而來的是聚酯廢料越來越多，目前已成為引起“白色污染”的元兇之一。
針對大量廢舊PET飲料瓶的回收問題，如果單純使用普通擠出機(jī)加工，則在擠出加工過程中很容易發(fā)生水解、熱解等反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)品的摩爾質(zhì)量較低，其力學(xué)性能不能滿足下游制品成型加工的要求，因此在完成PET的再生過程中需要提高聚酯的摩爾質(zhì)量。
自20世紀(jì)80年代起對聚酯擴(kuò)鏈反應(yīng)進(jìn)行了一系列的研究，即通過加入擴(kuò)鏈劑與聚酯中的端羧基和端羥基反應(yīng)，將不同聚酯大分子連接起來，從而提高聚酯的摩爾質(zhì)量。這種方法由于具有高效、快速等特點，引起了許多學(xué)者的興趣。這種熔融擴(kuò)鏈法也日益引起工業(yè)界的注意，此方面的研究工作層出不窮。
通過研究不同擴(kuò)鏈劑和反應(yīng)條件對PET擴(kuò)鏈反應(yīng)的影響，尋找合適的擴(kuò)鏈劑和反應(yīng)條件，可以將熔融擴(kuò)鏈法應(yīng)用于PET的再生過程中。本文選取環(huán)氧樹脂為擴(kuò)鏈劑，通過測定試樣的熔體質(zhì)量流動速率(MFR)，研究了擠出溫度、擴(kuò)鏈劑種類、擴(kuò)鏈劑用量等因素對PET擴(kuò)鏈效果的影響，并將環(huán)氧樹脂與商品擴(kuò)鏈劑ADR-4380進(jìn)行了比較。
4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)產(chǎn)品用途
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可應(yīng)用于硬泡、軟泡、涂料、膠粘劑、密封劑、彈性體、典型的使用量為多元醇的1-5%。4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA還可應(yīng)用于噴涂聚脲、及多種用于金屬和混凝土修補(bǔ)的化合物。
軟泡
大塊泡沫 - 在標(biāo)準(zhǔn)的TDI和高回彈泡沫組合料中,加入3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和承載性能,在多數(shù)情況下,這些優(yōu)點在降低泡沫密度得以實現(xiàn)在聚酯泡沫中,同樣比例的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以顯著提高撕裂強(qiáng)度和承載性能,而不影響泡沫的其他性能。
冷模塑泡沫 - 在商業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)證實,加入1-2php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、軟化泡沫,從而使泡沫性能得以優(yōu)化。還可以增強(qiáng)拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和延伸率,縮短脫模時間。
硬泡
聚氨酯硬泡 – 在有水或無水硬泡體系中使用3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明顯提高泡沫的壓縮強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性,同時降低易脆性,提高閉孔率,降低導(dǎo)熱系數(shù)。
聚異氰脲酸酯硬泡 - - 在系統(tǒng)中加入5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高壓縮強(qiáng)度100%,在高比例水發(fā)泡或全水發(fā)泡中,尺寸穩(wěn)定性顯著改善。
涂料/膠粘劑/密封劑/彈性體
涂料 - - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室溫熟化.配合適當(dāng)?shù)拇呋瘎┕彩旎瘎?可以生產(chǎn)用于噴涂、澆鑄法的組合料系統(tǒng)。用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化劑的配方,可以提高粘著性和表面質(zhì)量。
膠粘劑 - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基層更好地潤濕,熟化后的聚合物與涂敷的表面更好地粘著。硬彈性體- - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半預(yù)聚物的熟化,以生產(chǎn)一系列硬度高的彈性體。
軟彈性體 – 使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化劑可以延長釜中壽命,從而生產(chǎn)用作工業(yè)密封材料的軟彈性體。
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET): BG80;擴(kuò)鏈劑:環(huán)氧TDE85、環(huán)氧771;擴(kuò)鏈劑:環(huán)氧LY3505;商品擴(kuò)鏈劑: ADR-4380。
先將PET粒料在140℃的溫度下干燥4h，然后加入一定量環(huán)氧樹脂擴(kuò)鏈劑，混合均勻，經(jīng)擠出機(jī)擠出造粒，試驗時擠出溫度為260~270℃。MFR測試溫度260℃，試驗負(fù)荷為2·16 kg。
為了研究反應(yīng)溫度對PET擴(kuò)鏈效果的影響，我們分別在260、265和270℃下擠出造粒，測試所得粒料的MFR。隨著造粒溫度的升高，純PET的MFR變大，從260℃時的37 g/10min到265℃時的38 g/10min，再到270℃時的40 g/10min，表明造粒溫度提高，PET的摩爾質(zhì)量變小，說明PET對溫度十分敏感，溫度升高使得PET降解。
PET中加入0·5份不同環(huán)氧樹脂，經(jīng)260℃擠出造粒后，其MFR明顯降低，這證明了環(huán)氧樹脂對PET的明顯擴(kuò)鏈效果。對于同一擴(kuò)鏈體系來說，MFR也隨溫度的升高而變大，其變化規(guī)律都是相似的，MFR都隨溫度的升高而變大，說明PET在進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)的同時也有降解反應(yīng)發(fā)生，為提高擴(kuò)鏈效果應(yīng)盡量降低造粒溫度。
為考察擴(kuò)鏈劑種類及用量對PET擴(kuò)鏈效果的影響，分別使用三種環(huán)氧樹脂，改變用量并在260℃下擠出造粒，測試所得粒料的MFR，其結(jié)果見圖1。圖1的結(jié)果表明，三種環(huán)氧樹脂擴(kuò)鏈劑的變化規(guī)律是相似的，當(dāng)擴(kuò)鏈劑用量較少時， PET的MFR隨擴(kuò)鏈劑用量增加而急劇下降;當(dāng)擴(kuò)鏈劑用量較多時， PET的MFR隨擴(kuò)鏈劑用量增加下降緩慢。這說明， PET中擴(kuò)鏈劑用量較少時的擴(kuò)鏈效果更明顯。
三種環(huán)氧樹脂擴(kuò)鏈劑的擴(kuò)鏈效果是明顯不同的。隨擴(kuò)鏈劑用量從0增加到1份，PET+711體系的MFR從37 g/10min下降到8 g/10min; PET+TDE85體系的MFR從37 g/10min下降到13 g/10min;而PET+LY3505體系的MFR從37g/10min下降到18 g/10min。說明三者的擴(kuò)鏈效果是: 711>TDE85>LY3505。
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