高分散性TiO/SiO聚酯催化剂的研究

摘要

PET聚酯因其良好的性能，广泛地应用于纤维、包装、薄膜以及塑料等不同领域，以代替铝、玻璃、陶瓷、纸张、木材、钢铁和其他合成材料。工业生产聚酯缩中聚阶段普遍采用锑系催化剂，对环境与人体健康有潜在的危害。钛系催化剂被认为是最具应用前景的替代品，但均相的有机钛化合物的活性难以调控，而非均相的负载型钛系催化剂在高粘反应体系中的分散性又无法有效解决。
　　 本文采用纳米制备新技术在不同的制备条件下合成了各种高分散性钛系催化剂，采用TEM、EDAX等分析手段对催化剂的结构和性状进行了表征。在催化制备PET的研究中，系统考察了载体特性、钛含量、分散性、反应时间、温度、真空度等影响，讨论了制备条件对催化剂结构，进而对其催化特性的作用规律，探索了催化剂改进的方法。论文得到以下结论。
　　 1)催化剂在此传质比较困难的体系中有较好的活性，其产物特性黏度已经接近工业纤维级产品，最大一组达到0.8dL/g。说明用吸附相反应技术制备的高分散催化剂有较好的应用前景。
　　 2)两种载体有着不同的催化性能。亲水钛催化剂催化活性较高，能得到较高黏度的产物，但其产物色相控制较为困难。疏水钛催化剂产物色相较好，但所得产物的黏度比亲水的要低。
　　 3)在相同反应条件下，催化剂钛含量与分散性是影响催化性能的两个主要因素。钛含量的增加能使产物黏度上升，而分散性则将对产物色相产生影响
　　 4)真空度能对催化剂催化性能造成制约。过低的真空度，产物不仅特性黏度低，而且其色相也较差。

目录

文摘

英文文摘

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致谢

1绪论

1.1聚酯简介

1.2聚酯的应用

1.2.1纤维

1.2.2包装

1.2.3薄膜

1.2.4工程塑料

1.3论文研究意义和目的

2文献综述

2.1 PET聚酯生产方法及原理

2.1.1 PET聚酯生产方法

2.1.3缩聚反应原理

2.1.4聚酯合成中的副反应

2.1.5聚酯的色相

2.1.6固相缩聚

2.2 PET聚酯催化剂发展

2.2.1综述

2.2.2锑系催化剂

2.2.3锗系催化剂

2.2.4钛系催化剂

2.2.5其他体系催化剂

2.3钛系PET聚酯催化剂发展

2.3.1钛系催化剂催化原理

2.3.2钛系催化剂对缩聚反应的影响因素

2.3.3钛系催化剂的研究方向

2.4TiO2/SiO2纳米PET聚酯催化剂的制备

2.4.1TiO2纳米催化剂概述

2.4.2吸附相反应技术

2.4.3吸附相反应技术制备规律研究

3实验方法和预实验

3.1实验试剂

3.2实验仪器

3.3分析仪器

3.4分析方法

3.4.1纳米TiO2/SiO2催化剂表征方法

3.4.2 PET聚酯表征方法

3.4.3催化剂催化活性的估算

3.5实验设计

3.5.1催化剂制备

3.5.2聚酯缩合反应

3.6预实验

3.6.1实验原料用量的确定

3.6.2催化剂用量的确定

3.6.3酯化条件以及酯化率

3.6.4缩聚温度的确定

3.6.5预实验结果

4亲水TiO2/SiO2催化剂的催化性能

4.1低真空条件

4.1.1钛催化剂催化性能

4.1.2低钛催化剂催化性能

4.2高真空条件

4.2.1钛催化剂催化效果

4.2.2催化剂制备反应时间的影响

4.3对比与总结

4.3.1不同真空度催化性能对比

4.3.2催化剂粒径对催化活性的影响

4.3.3总结

5改善亲水催化剂性能探讨

5.1催化剂直接添加法

5.1.1催化剂的制备方法

5.1.2催化剂的催化性能

5.2催化剂掺杂法

5.2.1催化剂的制备方法

5.2.2催化剂的催化性能

6疏水TiO2/SiO2催化剂的催化性能

6.1低真空条件

6.1.1钛催化剂催化性能

6.2高真空条件

6.2.1钛催化剂催化性能

6.2.2催化剂制备反应时间的影响

6.3对比与总结

6.3.1不同真空度催化性能对比

6.3.2不同制备反应时间催化剂催化性能对比

6.3.3不同载体催化剂催化性能对比

6.3.4. 总结

7论文总结与展望

7.1论文总结

7.2展望

参考文献

作者简历