超亚临界水、甲醇、水/甲醇混合流体中聚碳酸酯解聚研究

摘要

本文在间歇式高压反应器中开展超亚临界水、超亚临界甲醇、水/甲醇混合流体中聚碳酸酯的解聚研究，采用气-质联谱(GC-MS)、气相色谱(GC)、傅立叶红外光谱(FT-IR)对解聚产物进行定性定量分析，考察反应条件对聚碳酸酯解聚率、目标产物双酚A、苯酚产率的影响。 在温度473～673 K、压力3.60～28.43/MPa、反应时间5～60 min、投料比(介质与PC的体积/质量比)8.0条件下，开展了聚碳酸酯在超/亚临界水、甲醇中的解聚实验。结果表明在超亚临界甲醇中PC能完全解聚，低温时超亚临界水中PC不能完全解聚；聚碳酸酯的解聚产物双酚A(BPA)和苯酚产率主要由反应温度和反应时间决定，而与反应压力的关系不大；随着温度的升高和时间的增加，双酚A产率先增加后下降，苯酚产率逐渐增加。在超亚临界水中，双酚A在653 K、35 min时产率最高，为38.19％；超亚临界甲醇中，双酚A在533 K、25 min时产率最高，为78.58％。 在温度473～573 K、压力3.44～13.29 MPa、反应时间5～45 min、投料比8.0、水/甲醇体积比1:3的条件下，开展了聚碳酸酯在水/甲醇混合流体中的解聚实验，发现聚碳酸酯颗粒在水/甲醇混合流体中的解聚率随着温度和时间的增加而增加，BPA和苯酚产率随温度和时间的变化比较明显；并通过三个体系(超亚临界水、超亚临界甲醇、水/甲醇混合流体)的比较，发现混合流体对PC的解聚以及产物的回收有一定的优势。 通过对PC解聚产物的分析，确定PC在临界区水中的解聚反应为链的随机断裂反应。根据实验数据得出聚碳酸酯在超/亚临界水及水/甲醇混合流体中的解聚反应为一级反应，通过关联实验数据，得到超亚临界水中PC的解聚反应活化能为99.77 kJ·mol-1，混合流体中PC的解聚反应活化能为91.45 kJ·mol-1。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章前言

1.1课题背景与意义

1.2研究内容

第二章文献综述

2.1聚碳酸酯简介

2.2聚碳酸酯的回收处理技术

2.2.1物理回收法

2.2.2化学循环处理技术

2.3超临界流体技术

2.3.1超临界流体概述

2.3.2超临界流体的选择

2.3.3超临界水的特性

2.3.4应用超临界技术处理聚合物的研究现状

2.4高聚物的溶胀与溶解

2.5结束语

第三章实验部分

3.1实验主要材料及装置

3.1.1实验材料

3.1.2实验装置

3.2实验影响因素及条件控制

3.2.1实验影响因素

3.2.2实验条件控制

3.3实验安全性及方案

3.3.1实验装置的气密性、安全性检查

3.3.2实验步骤

3.4分析方法

3.4.1气-质色谱分析

3.4.2气相色谱分析

3.4.3傅立叶红外光谱分析

3.5解聚反应程度的表征

第四章超亚临界水中聚碳酸酯解聚研究

4.1引言

4.2实验内容

4.3实验结果与讨论

4.3.1产物分析

4.3.2标准曲线绘制

4.3.3反应条件对解聚反应的影响

4.4反应机理探讨

4.5反应动力学

4.6 小结

第五章超亚临界甲醇中聚碳酸酯解聚研究

5.1引言

5.2实验内容

5.3实验结果与讨论

5.3.1产物分析

5.3.2标准曲线绘制

5.3.3反应条件对解聚反应的影响

5.4反应机理探讨

5.5 小结

第六章水/甲醇混合流体中聚碳酸酯解聚研究

6.1引言

6.2实验内容

6.3实验结果与讨论

6.3.1产物分析

6.3.2标准曲线绘制

6.3.3反应条件对解聚反应的影响

6.3.4超亚临界水、甲醇、水/甲醇混合流体中聚碳酸酯解聚比较

6.4反应动力学

6.5 小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢

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