回收聚酯纺织品的改性处理及性能研究

摘要

近年来，随着聚酯纺织品的产量日益增加、人们对纺织品的更新换代速度逐渐加快，使得每年有大量的废旧聚酯纺织品产生，给环境带来了巨大的压力。而废旧聚酯在经过一段时间的使用后会使其特性粘数降低，再利用时无法纺出较好的纤维，因此，需对其进行增粘改性。本文利用固相缩聚增粘法和扩链增粘法对回收的聚酯纺织品进行研究。
　　首先将回收的聚酯纺织品(R-PET)熔融挤出、粉碎后制成切粒(MP)备用。
　　利用固相缩聚(SSP)的方式对切粒(MP)进行增粘改性。通过改变反应时间、缩聚真空度以及熔融挤出-固相缩聚循环次数，对改性后聚酯的特性粘数、DSC、分子量分布、官能团以及流变性能进行测试，结果表明:①随着固相缩聚反应时间延长和缩聚真空度提高，固相增粘产物的特性粘数增大、冷结晶温度Tcc升高、熔融表观粘度增加;②随着熔融挤出造粒次数增加，MP切粒的特性粘数下降、相对分子量减小、分子量分布增宽;③随着固相缩聚增粘次数的增加，切粒的增粘效果下降;但对比流变性能，第二次固相缩聚增粘产物表观粘度最高、分子量最大、分子量分布最窄。
　　利用双酚A二缩水甘油醚(BADE)、均苯四甲酸二酐(PMDA)和4，4'-亚甲基双（异氰酸苯酯）(MDI)和亚磷酸三苯酯(TPP)扩链剂对MP进行扩链增粘改性研究，通过改变扩链剂种类、扩链反应温度、扩链剂添加方式、扩链剂添加量，并对改性后产物的特性粘数、端羧基含量、热性能、非等温结晶性能、流变性能进行测试。结果表明:①在熔融扩链5min、添加量为MP端羧基的1.5倍时，在255℃至275℃的范围内，与BADE和MDI相比，PMDA扩链产物的特性粘数最较大，冷结晶温度较高，热结晶温度较低，结晶温差较大，半结晶时间较长，同一剪切速率下，剪切应力和表观粘度较高，非牛顿指数较小;②在熔融扩链5min时，随着PMDA添加量由0.7wt％增加到1.2wt％，扩链产物的特性粘数逐渐增加，最高达到了0.512dl/g，冷结晶温度较高，热结晶温度较低，结晶温差较大，半结晶时间较长，同一剪切速率下，未添加扩链剂时的剪切应力和表观粘度较高，添加扩链剂时，添加量为0.85％的较高;③在熔融扩链5min、255℃、添加量为MP端羧基含量的1.5倍时，与PMDA相比，TPP扩链产物的特性粘数较高，结晶温差较大，半结晶时间较长，剪切速率相同时，剪切应力和表观粘度大于未添加扩链剂的。
　　利用苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物(SGM)和PMDA复配，通过改变反应时间进行复配扩链增粘改性研究，并对扩链产物的特性粘数、端羧基含量、热性能、流变性能进行测试。结果表明:随着反应时间从3min延长至9min，与单一PMDA扩链剂相比，反应5min时，复配扩链产物的特性粘数较高，特性粘数增大到0.541dl/g。3min至5min时，端羧基含量增长趋势较小，冷结晶温度较高、熔点较低，同一剪切速率下，剪切应力和表观粘度较高，非牛顿指数较小。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 PET概述

1．1．1 PET简介

1．1．2 PET纺织品的特点

1．1．3 PET发展历程及国内外现状

1．2 PET纺织品的国内外回收现状

1．2．1 国外回收现状

1．2．2 国内回收现状

1．3 PET纺织品的回收方法

1．3．1 能量回收

1．3．2 物理回收

1．3．3 化学回收

1．4 固相增粘改性

1．4．1 固相缩聚反应

1．4．2 固相缩聚的影响因素

1．5 扩链增粘改性

1．5．1 缩合反应型扩链剂

1．5．2 加成反应型扩链剂

1．6 本课题的目的、意义和内容

第2章 回收PET纺织品的固相增粘改性研究

2．1 实验原料与仪器

2．1．1 原料

2．1．2 实验试剂

2．1．3 实验仪器及设备

2．2 实验步骤

2．2．1 熔融挤出造粒

2．2．2 固相增粘实验

2．3 性能测试

2．3．1 特性粘数测定

2．3．2 热性能测定

2．3．3 分子量分布测定

2．3．4 红外光谱测定

2．3．5 流变性能测定

2．4 结果与讨论

2．4．1 时间对回收PET纺织品固相增粘的影响

2．4．2 真空度对回收PET纺织品固相增粘的影晌

2．4．3 循环次数对回收PET纺织品固相增粘的影响

2．5 本章小结

第3章 不同种类扩链剂对回收PET纺织品的增粘改性研究

3．1 实验试剂与仪器

3．1．1 原料

3．1．2 实验试剂

3．1．3 仪器及设备

3．2 实验步骤

3．2．1 熔融挤出造粒

3．2．2 扩链实验

3．3 性能测试

3．3．1 特性粘数测定

3．3．2 端羧基含量测定

3．3．3 热性能测定

3．3．4 非等温结晶测定

3．3．5 流变性能测定

3．4 结果与讨论

3．4．1 扩链产物的特性粘数和端羧基含量分析

3．4．2 扩链产物的热性能分析

3．4．3 扩链产物的非等温结晶动力学分析

3．4．4 扩链产物流变性能分析

3．5 本章小结

第4章 复配扩链剂对回收PET纺织品的增粘改性研究

4．1 实验试剂与仪器

4．1．1 原料

4．1．2 实验试剂

4．1．3 仪器及设备

4．2 实验步骤

4．2．1 熔融挤出造粒

4．2．2 复配扩链实验

4．3 性能测试

4．4 结果与讨论

4．4．1 复配扩链产物的特性粘数和端羧基含量分析

4．4．2 复配扩链产物的热性能分析

4．4．3 复配扩链产物的流变性能分析

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢