用废饮料瓶片制备r-PET/PC型工程塑料的研究

摘要

本论文利用反应挤出法从废饮料瓶片(r-PET)出发制备了r-PET/PC型高性能工程塑料。论文中比较了不同类型的挤出机、催化剂种类和用量对合金产物的特性粘度([η])、力学性能、熔体流动速率(MFR)的影响规律，探索出最佳PC用量、催化剂种类和用量、挤出机类型和产物的性能。 利用不同类型挤出机制备一系列PC用量不同的r-PET/PC合金，研究了PC用量对r-PET/PC产物的特性黏度、熔体流动速率和力学性能的影响。实验结果表明，无论是[η]，还是MFR，反应挤出机挤出产物的性能均优于双螺杆挤出机的，当PC用量在15％～20％之间时，产物的[η]达0.73dL/g；拉伸断裂强度达54.9MPa，比纯r-PET提高15.1％；断裂伸长率达12.05％，比纯r-PET提高55.5％；简支梁无缺口冲击强度达ll9.5kJ/m2比纯r-PET提高18.9％；简支梁缺口冲击强度提高到5.21kJ/m2，比纯r-PET提高51.9％。 挤出不同比例的r-PET/PC时，无论使用双螺杆挤出机还是反应挤出机，当PC用量为30-90％时，挤出时产物无法模塑成条，会出现料堆积和拉的很细的“豆虫”现象，扫描电镜观察发现有明显的相分层；采用加入酯交换催化剂醋酸铈(Ce(Ac)3)，可以解决两种聚酯相容性差的问题。 加入少量的醋酸铈可使部分大分子链发生酯交换反应，促进了高结晶性PET和非晶性PC间的相容性，使两者可以以任意比例混合而正常地挤出；酯交换使产物的[η]提高，最高达0.82dL/g；加有0.045％醋酸铈挤出反应产物r-PET/PC的力学性能均比纯r-PET有明显提高，例如简支梁无缺口冲击强度比纯r-PET提高4.7倍，实现了利用PC增韧r-PET、制备高性能工程塑料的目的。但使用钛酸四丁酯作为酯交换催化剂由于难以均匀添加，无法起到提高相容性的作用。 使用缩聚型反应挤出机和双螺杆挤出机研究了加入扩链剂均苯四酐(PMDA)对r-PET/PC体系性能的影响。实验表明，加入PMDA后，产物的力学性能均有所提高，但产物的[η]没有明显提高；比较了另外两种扩链剂双嗯唑啉和邻苯二甲酸酐对r-PET/PC的影响，发现加入邻苯二甲酸酐，r-PET/PC的[η]提高不明显，加入双噁唑啉反而使体系产生降解，使[η]降低。

目录

文摘

英文文摘

声明

引 言

1 文献综述

1.1 PET合金

1.1.1 PET/PE合金

1.1.2 PET/PBT合金

1.1.3 PET/PP合金

1.1.4 PET其他合金

1.1.5 r-PET合金的研究

1.2 PET/PC合金

1.2.1酯交换反应研究

1.2.2 PET/PC的性能

1.2.3 对PET/PC的改性

1.2.4 PET扩链技术

1.2.5一步法制备PET/PC合金

1.2.6 PET/PC合金的性能

1.3 PC合金

1.3.1 PC/PA合金

1.3.2 PC/PP合金

2实验部分

2.1 原料和试剂

2.2仪器设备

2.3 PET瓶片的预处理及物料的混合

2.4 r-PET/PC合金的制备

2.5特性粘度的测定

2.5.1溶剂配制

2.5.2溶液的制备

2.5.3测试步骤

2.5.4特性粘度的计算

2.6熔体流动速率的测定

2.7红外光谱测定

2.8产物的力学性能测定与计算

2.9扫描电镜

2.10示差扫描量热法

3结果与讨论

3.1 原料PC的物性分析

3.1.1红外光谱分析

3.1.2热谱分析

3.2 使用不同挤出机制备r-PET/PC

3.2.1 使用反应挤出机挤出r-PET/PC

3.2.2使用双螺杆挤出机挤出r-PET/PC

3.2.3 使用单螺杆挤出机挤出r-PET/PC

3.3 r-PET/PC的力学性能

3.4豆虫现象及原因分析

3.5醋酸铈催化剂对r-PET/PC的作用研究

3.5.1 反应挤出机挤出r-PET/PC/Ce(Ac)3的现象

3.5.2挤出r-PET/PC/Ce(Ac)3的熔体压力变化

3.5.3醋酸铈用量对r-PET/PC/Ce(Ac)3的[η]影响

3.5.4醋酸铈用量对r-PET/PC/Ce(Ac)3的MFR影响

3.5.5醋酸铈最佳用量下不同PC用量的挤出现象

3.5.6不同PC用量对r-PET/PC/Ce(Ac)3性能的影响

3.5.7产物的结构变化

3.5.8酯交换催化剂对r-PET/PC的作用机理

3.6 r-PET/PC/Ce(Ac)3的力学性能

3.7钛酸四丁酯催化剂对r-PET/PC的作用研究

3.7.1 r-PET/PC/Ti((OC4H9)4的挤出现象

3.7.2钛酸四丁酯用量对r-PET/PC性能的影响

3.8均苯四酐在反应挤出机中对r-PET/PC的扩链

3.8.1 挤出实验现象

3.8.2 r-PET/PC/PMDA性能

3.8.3 r-PET/PC/PMDA的力学性能

3.9均苯四酐在双螺杆挤出机中对r-PET/PC的扩链

3.9.1挤出现象

3.9.1 双螺杆挤出机中r-PET/PC/PMDA的[η]

3.10其它扩链剂对r-PET/PC的挤出扩链

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢