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α科研报告阳离子可染聚酯切片聚合工艺的研究(三)第三单体添加工艺的研究金 剑 赵庆章 杨 宇 钟淑芳 夏 禾(中国纺织科学研究院合纤所)【摘要】 通过对三单体结构、三单体的化学反应及溶解度等分析,论述了改性聚酯聚合中三单体添加形式、物料配比及三单体添加工艺等对最终聚合物的影响,并提出了相应的解决措施。
主题词: 阳离子可染性纤维 聚合工艺 第三单体添加工艺1 引 言 常规聚酯纤维结构致密、染色困难,可在PET中引入带有磺酸基团第三单体作为改性剂。
由于磺酸基团的引入,使改性聚酯的流动性和结晶性受到影响。
同时实验也证明,聚合过程中第三单体的添加工艺不同,会使得到的聚合物性能各异;若添加工艺不当,甚至会使改性聚合物难以使用。
本文旨在通过对三单体结构,反应体系中溶解度、配比等的分析,找出最佳的三单体添加工艺,以制取性能优良的改性聚合物。
2 实 验2.1 实验原料SIP M,日本竹本;SIPE,自制,日本进口; CD P,自制。
2.2 测试仪器质谱仪,K Y K Y-Zhp-5型。
测定条件:分辨率1000;枪电压6kV,枪电流1mA;底物为间硝基苄醇;离子加速电压6kV。
高压液相色谱(HPLC),W a ters公司制造的150-C。
测定条件:高效液相色谱柱Nova-Pakc-18;检测器,波长254nm的紫外检测器;流动相,三重蒸馏水。
3 结果与讨论3.1 工艺概述与常规聚酯相似,阳离子可染改性聚酯的生产过程有连续和间歇之分。
原料来源又可分为DM T路线和PTA路线,本专题采用的是以PTA为原料的间歇聚合工艺。
由于DM T具有较低的熔点,在酯交换反应条件下,很易形成均相溶液,因此具有较高的反应速度;相反,PTA 的升华温度超过300°C,在酯化反应的温度下,不可能形成均相溶液,因此,在常压下反应极慢。
人们在实验中发现PTA不溶于乙二醇,但在BHET中其溶解度大为增加,半连续工艺就是将新鲜的PTA和EG制成浆液,连续定量地注入到BHET纯母液中。
α科研报告阳离子可染聚酯切片聚合工艺的研究(二)阳离子可染改性聚酯的结晶性能金 剑 赵庆章 夏 禾 杨 宇 钟淑芳(中国纺织科学研究院合纤所)【摘要】 用D SC研究了加入三单体后,改性聚酯CD P的热性能,论述了三单体含量、特性粘度等对降温结晶性和结晶熔融热的影响,对改性聚酯CD P最终可能获得性能进行预测,进而指导CD P聚合工艺的选择。
主题词: 阳离子可染性纤维 聚合工艺 结晶性1 引 言 阳离子可染基团的引入会使常规聚酯的规整性变差,相应地也会对聚合物的结晶性能产生影响。
CD P纤维的物理性能与纤维分子中的结晶行为及结晶度有直接关系[1],借助于热分析测试结果,对CD P最终可能获得的性能进行预测,可用于指导CD P聚合工艺的选择,找出制备最佳聚合物产品的聚合工艺。
2 实 验 2.1 实验原料:CD P样品(自制)。
2.2 测试仪器:差示扫描量热分析(D SC)。
采用配有数据站的Perk i n-El m er的D SC-2进行D SC测试(样品重量约10m g),以氮气做为冲洗气,流量为20m l m i n,用I n和Sn分别对升温、降温进行温度和能量校正,扫描速度为10°C m i n。
2.3 实验方法:实验中采用两种方法:一种方法是将原始试样消除热历史之后,以每分钟10°C的速率降温以观察降温结晶性能;另一种方法是将上述产品再次等速升温扫描,以观察其最大的结晶熔融热。
3 结果与讨论3.1 降温结晶性能所谓降温结晶的性能,是指熔融状的聚合物在温度降低时可能产生的结晶行为。
对于PET、CD P体系来说,因为化学结构相似,因此都具有形成结晶的能力[2]。
但由于第三个单体的加入,破坏了原PET的结构,使分子内旋转运动受到阻碍,从而影响了它的结晶速度和最终结晶度。
图1是各种SIP M含量的样品的降温结晶曲线与PET的降温结晶曲线的比较。
从图中可以清楚地看到,当以10°C m i n 速度冷却时,PET能形成很大的降温结晶峰,热焓达到-41J g;而随着SIP M含量的不断增加,降温结晶峰越来越小,甚至不再出现降温结晶峰,如4号样品,热焓几乎为零。
丙烯腈溶液聚合过程中，选择第一、第二、第三单体时，应考虑以下几个原则：首先，选择第一单体时，应优先选择聚合速率适中、易处理且产品分子量分布窄的单体。
这些单体不仅能提供优异的聚合物性能，而且容易调整聚合物的性能。
通常，丙烯腈是首选的第一单体。
丙烯腈不仅本身具有优良的性能，而且与其他单体如丙烯酸、丙烯酸酯等配合使用时，还可以进一步改善聚合物加工性能和表面性能。
其次，选择第二单体时，应考虑几个因素。
首先，第二单体应尽可能地不影响丙烯腈的聚合速率和分子量。
其次，第二单体应能提高聚合物的耐寒性。
再次，第二单体的耐热性或耐候性应优于丙烯腈。
此外，还应考虑第二单体的耐化学品性和黏附性等。
此外，第二单体的毒性也需考虑在内，以保证生产过程的安全。
一般来说，丙烯酰胺和某些乙烯基单体（如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯）是常用的第二单体。
最后是选择第三单体。
第三单体一般用于改善聚合物加工性能、表面性能或电性能。
需要注意的是，第三单体不能与第一、第二单体发生化学反应，以保证最终产品的性能。
常用的第三单体有丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、苯乙烯等。
在实际应用中，单体的选择往往需要结合具体的性能要求和加工条件进行综合分析。
总结来说，丙烯腈溶液聚合过程中单体的选择原则主要包括聚合速率适中、产品分子量分布窄、对聚合物的性能影响最小、毒性低以及能够改善聚合物性能等。
在实际应用中，还需结合具体的产品性能要求和加工条件进行选择。
值得注意的是，在实际操作中，还应考虑到其他因素，如设备条件、操作难度、生产成本等。
在选择单体时，需综合考虑这些因素，以实现生产效益和产品性能的平衡。
此外，还应关注行业动态和新技术的应用，以便及时调整和优化单体的配比和选择。
α科研报告阳离子可染聚酯切片聚合工艺的研究(一)阳离子可染改性聚酯的流变性能赵庆章 金 剑 杨 宇 夏 禾 钟淑芳(中国纺织科学研究院合纤所)【摘要】 基于毛细管流变仪对阳离子改性聚酯流变性研究,论述了第三单体含量、特性粘度、温度等对改性聚酯流变性的影响,并以此为聚合工艺参数确定提供理论依据。
主题词: 阳离子可染性纤维 聚合工艺 流变性1 引 言 聚酯纤维具有强度高、耐磨、抗皱、易洗、快干等许多优良性能,但由于聚酯纤维结构致密,没有亲染料的基团,故不易染色。
为改善聚酯纤维的染色性能,国内外都投入了大量的人力、物力,开发研究可用阳离子染料染色的改性聚酯(CD P)。
我国经“六五”、“七五”、“八五”的攻关,已基本上掌握了CD P的制造工艺,但由于改性聚酯的制造是通过大分子主链上引入阳离子可染基团,因此在性能上与常规聚酯相比有许多不同之处,特别表现在其熔体流变性及结晶性等。
本文旨在对阳离子可染聚酯的流变性能进行研究,以预测聚合物的可加工性,尤其希望通过对流变性的研究,为选择聚合工艺参数提供可靠的依据。
2 实验条件2.1 实验原料:CD P样品(自制)。
2.2 测试仪器:毛细管流变仪Rhegraph2001 (德国),毛细管长径比L D=40,压力传感器为2000Pa。
3 结果与讨论3.1 第三单体的含量对阳离子可染改性聚酯流变性的影响高聚物在达到一定的温度后便进入粘流态,聚合物开始流动。
从分子结构上来说,产生流动的本质是聚合物分子产生了相对位移[1],外界的温度和压力提供了使聚合物流动的能量,也就是说,是外界的能量提供了拆开分子间作用力的动力。
不难理解,聚合物分子间作用力的大小对流动性会产生明显的影响。
阳离子可染改性聚酯中引入的第三单体是间苯二甲酸二乙二醇酯磺酸钠,磺酸基团严重阻碍了大分子的内旋转,所以第三单体的含量对阳离子可染改性聚酯的流变性有很大的影响。
随着聚合物中第三单体含量的不断增加,使聚合物的流动性能越来越差。
PEALT三元共聚酯的制备及其性能研究
一、PEALT三元共聚酯的制备方法
PEALT三元共聚酯的制备方法主要包括溶液聚合法、熔融聚合法和无溶剂聚合法等。
其中，溶液聚合法是应用较为广泛的一种制备方法。
在制备PEALT三元共聚酯时，可以选择合适的反应物比例及聚合条件，通过聚合反应，将聚酯形成稳定的链结构。
在溶液聚合法中，首先将三元醇与相应的环氧化合物在适当溶剂中进行缩聚反应，然后加入适量的酚酸或酸酐进行进一步的聚合反应，最终形成PEALT三元共聚酯。
二、PEALT三元共聚酯的结构特点
PEALT三元共聚酯是由多个环氧化合物分子和三元醇分子经过缩聚反应形成的高分子链结构。
其主要结构特点包括：1）含有环氧基团和酚酸基团，具有较强的活性反应性；2）分子链中存在大量的交联结构，使得PEALT三元共聚酯具有良好的热稳定性和耐腐蚀性；3）分子链中的三元醇基团增加了材料的柔软性和抗拉强度。
三、PEALT三元共聚酯的性能研究
1）耐热性：PEALT三元共聚酯具有优异的耐热性能，可以在高温环境下保持稳定性能，不易发生断裂或软化。
2）耐腐蚀性：由于PEALT三元共聚酯中含有大量的交联结构，使其具有较好的耐腐蚀性能，可以抵御化学物质的侵蚀。
3）机械性能：PEALT三元共聚酯具有一定的柔软性和抗拉强度，适用于制备弹性较好的材料。
综上所述，PEALT三元共聚酯是一种具有良好性能的高分子材料，可以广泛应用于电子、航空航天、汽车等领域。
未来，研究者可以通过改进制备方法，探究其在特定领域的应用潜力，实现更多领域的应用。
