端羟基超支化聚酯的合成与改性及其对PET结晶影响

摘要

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)熔点高，耐化学腐蚀，电绝缘性好，耐磨。但PET结晶速率较慢导致其模塑成型耗时长，间接造成加工过程中出现弯曲，变形等弊端。所以提高PET的结晶速度对于其加工应用具有现实的意义。本文以三羟甲基丙烷与2，2-二羟甲基丙酸为原料合成了三代AB2型端羟基超支化聚酯(HBP-OH)[1]。然后以对甲苯磺酰氯将上述三代超支化聚酯的端羟基改性为磺酰氧化的超支化聚酯(HBP-OTS)[2]。通过13C-NMR，FTIR，GPC表征说明HBP-OH，HBP-OTS被成功合成。而且计算出了每一种HBP-OTS的磺酰化率。接着对其进行TGA测试，结果表明HBP-OTS的热分解温度在260℃左右，满足PET的熔融剪切加工温度250℃。
　　通过密炼机将质量分数(HBP-OTS)1％，3％，5％的第二代，第三代，第四代HBP-OTS/PET共混体系分别剪切共混。经过扫描电镜观察到HBP-OTS较为分散的分布在PET基体中。用模具将各个共混物体系制成样条和拉丝制成细条分别用摆锤式冲击仪器与万能试验机做冲击和拉伸试验。结果表明:HBP-OTS会略微降低PET的结晶度和熔点。随着HBP-OTS含量的增加，PET的拉伸强度(TS)和冲击强度(IS)先增大后减小;其中PET/0.03 G3 HBP-OTS共混体系的TS、IS均最大。分别为63.9MPa、9.77KJ/m2。较纯PET分别提高了6.3％、4.5％。通过DSC和非等温结晶动力学的Jezoirny法处理[3]表明:所有共混体系的半结晶时间(t1/2)均下降、结晶速率常数(Z)均上升，其中3％ G3 HBP-OTS/PET共混体系的最小t1/2(32s)，结晶速率常数(Z)最大，是纯PET的Z值的15倍左右。说明此体系结晶速率是最快的。加入了HBP-OTS的PET的Avrami指数均有所下降，说明HBP-OTS充当了异相成核剂的作用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 PET的成核与结晶

1．2．1 PET成核、结晶机理

1．3 结晶动力学

1．4 PET的结晶改性方法与进展

1．4．1 加入成核剂

1．4．2 共聚

1．4．3 共混

1．5 超支化聚合物简介与应用

1．6 超支化聚酯的分类

1．6．2 脂肪族超支化聚酯

1．7 超支化聚合物的合成方法

1．7．1 缩聚反应法

1．7．2 开环反应法

1．7．3 二元共聚法

1．8 有关超支化聚合物表征的两个关键概念

1．8．1 支化度

1．8．2 分子量及其分布

1．9 超支化聚合物的改性

1．9．2 含不饱和官能团的超支化聚酯

1．9．3 芳香基团改性超支化聚酯

1．10 本论文的研究意义、内容以及创新之处

第二章 实验部分

2．2 试验装置

2．3 试验设备

2．4 实验工艺流程

2．5 表征与测试

第三章 端羟基超支化聚酯(HBP-OH)的合成与表征

3．1 引言

3．3 实验过程

3．4 HBP-OH的红外分析

3．5 HBP-OH的13C-NMR分析与支化度计算

3．6 HBP-OH的TGA分析

3．7 本章小节

第四章 端磺酰氧化超支化聚酯(HBP-OTS)的合成与表征

4．1 引言

4．2 实验步骤

4．4 HBP-OTS的红外表征(F-TIR)

4．5 HBP-OTS的C13NMR分析

4．6 HBP-OTS的GPC测试

4．7 HBP-OTS的TGA分析

4．8 本章小节

第五章 HBP-OTS／PET共混和结晶性质研究

5．1 引言

5．2 共混实验

5．3．1 PET／HBP-OTS共混体系的DSC分析

5．3．2 PET／HBP-OTS共混物的半结晶时间

5．3．3 非等温结晶动力学分析

5．4 力学性能分析

5．5 PET／HBP-OTS共混物的扫描电镜(SEM)观察

第六章 结论

参考文献

研究成果及发表的学术论文

致谢

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