聚对苯二甲酸丙二醇酯
聚对苯二甲酸丙二醇酯的生产工艺

聚对苯二甲酸乙二醇酯的生产工艺美国专利6277947 Kelsey , et al.2001.8.21摘要聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)的生产工艺是通过在钛化合物催化剂的作用下对对苯二甲酸(TPA)与聚丙二醇(TMG)的酯化反应预凝结和缩聚得到的。
至少有两个阶段对酯化反应有着影响,第一阶段中所使用的聚丙二醇和对苯二甲酸的摩尔比为1.15到2.5,钛的含量为0~40ppm,240~275摄氏度,压力为1~3.5巴.在下一个阶段中钛的含量比初始阶段中提高了35~110ppm.在至少有一个下一阶段的内容是调整钛高于初期的百万分之35至110 。
发明者: Kelsey; Donald Ross (Fulshear, TX), Blackbourn; Robert Lawrence (Houston, TX), Tomaskovic; Robert Stephen (Richmond,TX), Reitz; Hans (Rosbach, DE), Seidel; Eckhard (Frankfurt amMain, DE), Wilhelm; Fritz (Karben, DE)受让人: Shell Oil Company (Houston, TX)应用编号: 09/556,849提交日期: 2000.4.21发明领域本发明涉及的为一项使用对苯二甲酸(对苯二甲酸)与聚丙二醇(TMG,这是又称为1,3 -丙二醇,丙二醇)在存在钛金属化合物催化剂的酯化反应下获得的具有至少0.75dl/g的黏度的对苯二甲酸丙二醇酯的生产工艺.对酯化产品作预冷凝处理产物在进行缩聚就成为产品.发明背景生产对苯二甲酸乙二醇酯的生产工艺有(U.S. Pat. Nos. 2,456,319; 4,611,049; 5,340,909; 5,459,229; 5,599,900)例如美国专利4611049介绍使用质子酸作为助催化剂加速了聚丙二醇和对苯二甲酸二甲酯的缩聚作用其中在使用50%mmol浓度的钛酸四丁酯催化批处理时增加对甲苯磺酸50%mmol的浓度将可实现的内部黏度从0.75dl/g提升到0.90dl/g.美国专利5340909建议使用可以与钛一起催化的锡催化剂改善苯二甲酸丙二醇酯缩聚能力和颜色,对于从缩聚反应得到的凝聚水气的再循环对熔体的缩聚能力的作用没有在专利5340909中说明.美国专利5459229建议在对苯二酸和丙二醇的缩聚凝聚过程中加入碱性物质降低丙烯醛的浓缩,但是在专利5459229中没有对于缩聚和酯化的详细介绍.美国专利5599900提出对苯二甲酸丙二醇酯的一种生产工艺,在这项工艺中在交换或者酯化后惰性气体的加入会形成聚合度为64的对苯二甲酸丙二醇酯,而且它被希望用于提高分子量但是被证明不可行.欧洲专利97/23543A介绍了聚对苯二甲酸丙二醇酯的一项生产工艺它通过交换的方法生产一种黏度为0.16dl/g的预产品.这种预产品通过形成油滴的方式转化为芳香产物并在高达130摄氏度下结晶,实际产物通过后续的固相缩聚形成.这项工艺的不利之处为大量的聚丙二醇和低聚物进入循环气体中必须进行回收或者烧掉成本高.美国专利5798433描述了一种生产PTT的工艺,通过苯二甲酸和1.3-丙二醇的直接酯化和随后的缩聚和预凝聚生产产品.产出的PTT是使用的是一种钛和锑结合的一种催化剂,催化剂的使用量很大并且工艺有很多的缺点尤其是产物的热稳定性.通过美国专利4011202了解了丙二醇喷射泵但是聚丙二醇喷射泵的使用并不详尽.可以看出创立一个在熔化相下生产黏度为0.75dl/g到1.15dl/g和具有良好而稳定性得PTT是可行的并且可以使过滤器有高效寿命长等优点.这个过程可能是一个批量或者持续的过程,此外此过程应该允许回收TMG和低聚物副产品.发明概要工艺的特征包括TPA和TMG的催化酯化,酯化产品的预冷凝,冷凝产品的缩聚具体如下:1 )酯化反应是在至少2个阶段,一个初始阶段,至少有一个连接到下一阶段的第二阶段.2 )反应所使用的催化剂为通过钛化物溶于TMG和有机酸的钛的化合物,最好为稳定的液体配方,其中含有不到5%质量分数的钛.3 )催化剂首先用于酯化反应中在初始阶段可能产生一种含有钛的TMG和TPA的液体酯化产物酯化率为97%,其中催化剂回收再加入原料中.4 )固定量的催化剂分别加入第一阶段和后来的酯化阶段.5 )一个数量为65 %到100%的上述催化剂(含有35到110ppm钛)被用于至少一个后续的酯化反应(温度为245到260摄氏度,压力为0.7~1.5巴)6 )一个次量的上述液体催化剂(含有0~40ppm的钛)高达35%量的催化剂被用于初步反应阶段可以部分或全部为等同量的其余反应中回收的反应产物中的催化剂与原料混合后替代7 )在第一个初步酯化阶段TMG/TPA的添加量的摩尔比值为1.15到2.5,在最高含量35%的催化剂中钛的含量为0到40ppm,温度为240到275摄氏度绝对压力1到3.5巴反应持续进行直到对苯二甲酸酯化率为90~95%8 )在至少一个地后来的阶段中额外的35~110ppm的钛被加入到占总量为65~100%的催化剂中温度为245到260摄氏度绝对压力为0.7到1.5巴反应直到97~99%的对苯二酸被酯化9 )预凝结在温度为245到260摄氏度在一个降低的压力(2~200毫巴)10 )缩聚在熔体状态下进行从缩聚反应器的入口的250度升到出口的270摄氏度在绝对压力0.2到2.5毫巴11 )使用TMG蒸汽作动力的预凝结和缩聚蒸汽泵产生真空,TMG蒸汽用蒸汽泵吸入和使用淋洒液体冷却例如冷凝器出来的凝结物和新的TMG发明详述在初步酯化阶段钛的用量最好在5~25ppm,使用钛化合物制备催化液体最好使用钛酸四丁酯或者丙基钛酸酯,还可以使用其余的钛化物作为催化剂例如烷基钛及其衍生物,如四(2乙基己基)钛酸盐,酰基钛,二正丁氧基-二(络合)钛等钛复合盐,如碱钛草酸和丙二酸盐,与钾复合盐,或钛配合羟基酸,如酒石酸,柠檬酸或乳酸。
Ptt纤维

PTT的结构
PTT是由1,3-PDO与对苯二甲酸缩聚而成的聚对苯二甲
酸丙二醇酯,其分子结构示意式为:
PTT是一种芳香族聚合物Байду номын сангаас一般以1.3-丙二醇(PDO)和
对苯二甲酸(TPA)为原料经熔体缩聚制成,在工业生产 中采用熔体挤出纺丝法生产各类长丝和短纤维,其重 要原PD的生产采用生物酶催化法制备,使PTT的生产 成本得到下降。PTT纤维与PET,PBT,PA纤维的分子结 构见表:
结束语
聚酯纤维是合成纤维中应用最广、生产量最大的 品种。聚酯纤维新品种中最值得关注的是PTT纤维, PTT的断裂伸长率大于除氨纶以外的所有合成纤维。 PTT纤维集PET和PA的优点于一身,是聚酯纤维的 新宠。预计PTT纤维的生产成本比PA纤维低 35%~40%,高于PET纤维生产成本20%以内。PTT 用作工程塑料其性能明显优于PET、PBT和PA等, 特别适合于生产薄膜和包装容器。其单体1,3PDO我国可以自行生产, 日前应尽快掌握PTT核 心技术,加快研究和开发PTT的步伐,以满足我国 对PTT日益增长的需求。业内专家预测,PTT将成 为21世纪世界主要的新型纤维品种。
Ptt制作方法
1 直接酯化法(PTA法)
直接酯化法的原料是PTA和1,3-PDO。该工艺是由Zimmer公司与Degussa
公司研究开发的,国内一般将聚合分为3个阶段,包括PTA与1,3-PDO酯 化、预缩聚及终聚3个主阶段组成。通过搅拌来区分不同反应阶段的聚合 结束时间,基本上是仿照PET的聚合;而Zimmer公司采用5段连续熔融过 程(240℃~270℃)制取。PTA和1,3-PDO在前2段被酯化,过剩的PTA从第 2段除去;第3和第4段为预缩聚反应器;第5段为缩聚反应器。前3个反应 器为搅拌釜式反应器,第4和第5段采用Zimmer公司开发的盘环式反应器。 为了与大生产相结合,且PTA路线比DMT路线的生产成本低,不需要回收 甲醇,流程简单,节约成本,所以直接酯化路线是目前研究的重点
材料pctg的收缩

材料pctg的收缩
PCTG(聚对苯二甲酸丙二醇酯)是一种热塑性聚合物,也被称为PETG。
它具有优良的透明度、耐化学性和抗冲击性,常用于制作瓶子、容器、零件等。
在热处理过程中,PCTG会发生热收缩。
PCTG的热收缩率通常在0.2%至0.8%之间,具体数值取决于具体的PCTG配方和加工条件。
热收缩率是指材料在加热过程中,从初始尺寸到最终稳定尺寸的尺寸变化百分比。
需要注意的是,PCTG的热收缩率受到多种因素的影响,包括材料的成分、加工温度、冷却速率等。
因此,在具体的应用中,为了准确预测和控制PCTG的收缩行为,需要进行实际的测试和试验。
如果您需要了解特定牌号或厂家的PCTG材料的收缩率信息,建议参考相关材料的技术数据表或咨询厂家获取准确的数据。
PTT(聚对苯二甲酸丙二醇)调研报告

PTT项目调研报告中国科学院成都有机化学有限公司2007.7.27一、PTT简介1.1 PTT的结构PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)是由对苯二甲酸二甲酯或对苯二甲酸和1,3-丙二醇聚合而得的聚酯。
PTT是继20世纪50年代聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和70年代聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)之后新研发的一种极具发展前途的新型聚酯高分子材料,1998 年被美国评为六大石化新产品之一。
与PET和PBT化学结构中偶数个亚甲基单元相比,PTT存在着3个亚甲基。
正是由于PTT 奇数个亚甲基单元的“奇碳效应”,使苯环不能与3个亚甲基处于同一平面,邻近2个羰基的斥力不能呈180°平面排列,只能以空间120°错开排列,由此使PTT大分子链形成螺旋状排列,最终影响PTT的物理性能。
图1 三种芳香族聚酯的结构在PTT晶体中大分子链的构象中,-O-CH-CH-CH-O-单元具有1种能量最低的反式-旁式-旁式-反式构象即呈现明显的的“z”字形构象,使得PTT大分子链具有如同线圈式弹簧一样变形的弹性。
这种非伸直链型的螺旋状结构就象弹簧一样,在纵向外力作用下,“旁式”单元发生键旋转而转变为“反式”构象。
由于这种构象转变仅仅包含C-C和C-O键旋转,分子链的伸长很容易发生,而且在这种旋转过程中分子的构型并未发生变化,所以构象转变完全是可逆的,外力除去后又恢复原状。
这种结构赋予了PTT良好的内在回复性,而且纤维模量较低。
1.2 PTT的性能与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)相比,PTT由于其独特的螺旋状结构而具有优异的性能,兼具尼龙的柔软性、腈纶的蓬松性和涤纶的抗污性,加上本身固有的弹性、适中的玻璃化温度和良好的加工性能,把各种纤维的优良性能集于一体。
而且PTT易与尼龙或聚酯纤维共聚,与纤维素丝共混,与弹性纤维(如聚氨基甲酸乙酯、聚醚基纤维等)复合,具有不褪色、不变黄、不起条等优点,已成为当前国际上最热门的高分子新材料之一。
pctg折光率

pctg折光率PCTG折光率PCTG(聚对苯二甲酸丙二醇酯)是一种常见的热塑性聚酯材料,具有优良的透明度和抗冲击性能。
在工程和日常生活中,我们经常会使用到PCTG材料制成的透明容器、瓶子等产品。
在设计和使用这些产品时,了解PCTG的折光率是十分重要的。
折光率是光在不同介质中传播时的折射程度。
PCTG作为一种透明材料,其折光率直接影响着光线在材料中的传播速度和路径。
PCTG的折光率通常在1.575到1.595之间,这意味着光线在PCTG中的传播速度比在空气中慢,但比在玻璃中快。
PCTG的折光率对于光学设计和产品制造具有重要意义。
在设计透明容器时,了解PCTG的折光率可以帮助设计师预测光线在容器内的传播路径,避免出现光线折射造成的视觉变形或畸变。
此外,折光率还与光线的聚焦能力相关,这对于某些光学设备的设计和使用也是至关重要的。
在实际应用中,了解PCTG的折光率可以帮助我们更好地选择适合的材料。
比如,在制造光学镜片时,我们可以根据需要选择具有不同折光率的PCTG材料,以实现所需的光学性能。
同时,折光率还可以影响PCTG材料的透明度,较高的折光率通常意味着更好的透明度,这对于透明容器的制造非常重要。
除了折光率,PCTG材料还具有其他重要的光学性能。
比如,PCTG具有较低的色散性,这意味着不同波长的光线在PCTG中传播时不会发生明显的分散现象。
这使得PCTG材料在某些光学应用中表现出色,比如制造光学透镜和光学纤维等。
PCTG作为一种常见的透明热塑性聚酯材料,其折光率是影响其光学性能的重要因素之一。
了解PCTG的折光率可以帮助我们更好地设计和使用PCTG制成的透明产品,同时也有助于选择适合的PCTG材料以满足特定的光学需求。
在实际应用中,我们应该根据具体需求和要求,选择合适的PCTG材料并进行充分的光学设计和测试,以确保产品的质量和性能达到预期目标。
聚对苯二甲酸丙二醇酯质量标准

聚对苯二甲酸丙二醇酯质量标准【聚对苯二甲酸丙二醇酯质量标准】在化工行业中,聚对苯二甲酸丙二醇酯(简称PBAT)是一种重要的生物可降解聚合物材料,它具有良好的可降解性、可塑性和机械性能,因此在生物可降解塑料领域有着广泛的应用前景。
然而,为了保证生产的PBAT产品质量,需要制定一定的质量标准。
本文将从深度和广度的角度来探讨PBAT质量标准的相关内容,并建议制定高质量的标准。
一、对聚对苯二甲酸丙二醇酯的理解1. 聚对苯二甲酸丙二醇酯(PBAT)是一种生物可降解聚合物材料,由对苯二甲酸、丙二醇等原料经过聚合制得。
它在土壤、水域和堆肥场等自然环境中可以被微生物分解,降解产物对环境不会造成污染,因此被广泛应用于生物可降解塑料领域。
2. PBAT具有良好的可塑性和机械性能,可用于生产各种薄膜、包装制品、吹塑制品等,已成为可降解颗粒、生物基材料等的理想替代品。
3. 由于PBAT是一种新型材料,其质量标准的制定对于保障产品质量和推动产业发展至关重要。
二、对PBAT质量标准的要求1. 成份含量和杂质限量:包括对PBAT材料的主要成份、杂质及其含量的限定,以确保材料的纯净度和稳定性。
2. 物理性能指标:如拉伸强度、断裂伸长率、软化温度等,直接影响材料的使用性能,因此需要在质量标准中予以规定。
3. 可降解性能:用于评估PBAT材料在自然环境中的降解速度和降解产物对环境的影响,是生物可降解材料的重要特性。
4. 热稳定性和氧化降解性:这些指标直接关系到材料的加工性能和使用寿命,对于推动PBAT材料的工程应用至关重要。
5. 其他特殊性能:如抗静电、耐臭氧老化、耐候性等,根据不同应用领域的需求,可在质量标准中进行相应规定。
三、建议制定高质量的PBAT质量标准1. 针对PBAT材料的特性和应用需求,质量标准应该具有较高的前瞻性和严谨性,包括对成份含量、物理性能、可降解性能、热稳定性等方面的规定,确保产品质量稳定和可靠。
2. 质量标准的制定应参考国际先进标准和技术要求,充分借鉴国外类似材料的质量标准和经验,以推动我国PBAT材料产业的发展。
PTT纤维的特性及用途

PTT纤维的特性及用途PTT纤维是聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维的简称,是由美国Shell Chemical(壳牌化学公司)于1995年研制成功的新型纺丝聚合物。
PTT纤维与PET(聚对苯二甲酸乙二酯)纤维、PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)纤维同属聚酯纤维,由同类聚合物纺丝而成。
PTT纤维兼有涤纶和锦纶的特性,除防污性能好外,还有易于染色、手感柔软、富有弹性,伸长性同氨纶纤维一样好,与弹性纤维氨纶相比更易于加工,非常适合纺织服装面料;除此以外PTT还具有干爽、挺括等特点。
因此,在不久的将来,PTT纤维将逐步替代涤纶和锦纶而成为21世纪大型纤维。
PTT纤维具有涤纶的稳定性和锦纶的柔软性其表现在:1、PTT织物柔软而且具有优异的垂性。
2、PTT织物具有舒适的弹性(优于涤纶 PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯 PBT及聚丙烯 PP纤维,与尼龙 6或尼龙 66纤维相当)。
3、PTT织物具有优异的伸长恢复性(伸长20%仍可恢复其原有的长度)。
4、PTT具有优异的染色及印花特性(98℃—110℃一般分散染料可以染色);优越的染色牢度、日晒牢度及抗污性。
5、PTT织物具有鲜艳的颜色及免烫性。
6、PTT适应性比较广泛。
PTT适合纯纺或与纤维素纤维及天然纤维、合成纤维复合,生产地毯、便衣、时装、内衣、运动衣、泳装及袜子。
PTT聚合物一般是以1,3丙二醇(PDO)和对苯二甲酸(TPA)为原料经熔体缩聚制成,这种聚合物在分子量和分子量分布的性质方面与各种其它聚合物相似,可供纤维、膜片以及ETP市场之用,特别是可供那些尼龙、PET或PBT产品占优势的市场之用。
PTT并不是一种新型聚合物,但是围绕此聚合物进行的技术开发似乎给地毯业、纺织业、膜片和包装市场以及其它一些市场提供了许多机会。
PTT聚合物与纤维生产中所用的其它热塑性聚合物的主要性质的比较情况如表1所示。
PTT长丝的单丝旦数(d.p.f)从不到1dtex一直到5dtex以上,纺织用PTT 长丝的总旦数从小于28dtex一直到330dtex。
pda分解温度

pda分解温度PDA是聚对苯二甲酸丙二醇酯的缩写,是一种高分子材料。
它具有高强度、耐热、耐化学腐蚀等特性,被广泛应用于航空航天、电子、汽车和医疗等领域。
然而,PDA在高温环境下容易分解,降低其性能和寿命。
因此,了解PDA的分解温度及其机理对于材料的应用和改进具有重要意义。
1. PDA分解温度PDA的分解温度是指在一定条件下,PDA开始发生热分解反应的温度。
通常使用热失重法(TGA)来测定PDA的分解温度。
TGA实验中,样品在恒定的升温速率下加热,并同时测量样品质量变化和温度变化。
当样品开始发生热分解反应时,会产生质量损失,这时就可以确定出PDA的分解温度。
根据实验结果表明,PDA的分解温度在空气中约为380℃左右,在惰性气氛中(如氮气)则可达到400℃以上。
2. PDA分解机理PDA在高温下的分解主要是由于热氧化反应和裂解反应引起的。
热氧化反应是指PDA在高温下与空气中的氧气发生反应,形成羰基和羟基等活性官能团,导致材料的分子链断裂和质量损失。
裂解反应是指PDA在高温下发生链断裂,产生低分子量物质如苯酚、醇、酸等。
此外,PDA的分解还受到多种因素的影响,如加热速率、气氛、添加剂等。
加热速率越快,PDA的分解温度越高;惰性气氛中PDA的分解温度较空气中高;添加剂如稳定剂可以延缓PDA的热分解反应。
3. PDA分解对材料性能的影响PDA在高温下发生分解会导致材料性能降低。
例如,在航空航天领域中使用的复合材料通常采用含有大量PDA树脂作为基体材料。
如果在飞行过程中遇到高温环境,树脂会开始发生热分解反应,导致材料的强度和刚度下降,从而影响航空器的安全性能。
因此,研究PDA的分解机理和控制其分解是提高材料性能和应用领域的关键。
一些方法如添加稳定剂、改变材料结构等已经被用于延缓PDA的分解反应。
此外,也可以控制材料的使用环境(如温度、气氛等)来减少PDA的分解。
总之,PDA作为一种重要的高分子材料,在应用中需要注意其在高温环境下容易发生热分解反应。
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聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)研究进展(二)
3 PTT的结构与性能
3.1 特性黏度与相对分子质量
聚酯相对分子质量由特性黏度[η]表示,两者之间的关系由Mark-Houwink方程表示,即[η]=KMα,这里K和α是与聚合物、溶剂类型及测量黏度时的温度相关的常数。
表1归纳了PTT在不同溶剂体系和测量相对分子质量不同方法时的常数,分子量测量方法不同,分别代表MW和材Mn。
表1 PTT在各种溶剂中的Mark-Houwink常数
3.2 晶体结构
与PET和PBT一样,PTT晶体为三斜晶系晶体结构。
表2列出了由广角X散射(WAXD)和电子散射(ED)法测得的PTT晶胞参数。
图8(略)为分子链排列示意图。
PTT分子链在c-轴方向上包含两个重复单元,亚甲基以高度收缩的旁式-旁式(gauche-gauche)构象排列,因此PTT链呈现Z形螺旋排列。
正是这种高度收缩的结晶链才使PTT具备了某些不寻常的特性。
表2 PTT晶体晶胞参数和密度文献数值
PTT是一种半结晶高聚物,DSC测得的熔点为228℃。
各文献用Hoffman-Week 作图法得到的平衡熔点Tm°分别为238℃、244℃和248℃。
通常半结晶高聚物平衡熔点ym’比DSCym值高15-25℃。
PBT的平衡熔点Tm°为245℃,那么PTT的平衡熔点Tm°为248℃是比较可信的。
3.5 结晶动力学
Chuah用DSC法比较了PET、PTT和PBT的等温结晶动力学,PTT的结晶速率介于PET和PBT之间。
在175-195℃之间,Avrami速率常数K在10-3-10-2min-1数量级。
在相同过冷度下这个K值数量级高于PET而低于PBT。
陈国康等人用热台偏光显微镜和DSC差示扫描量热仪对PTT、PBT和PET的结晶性能进行了研究,总结晶速率排列顺序为PBT>PTT>PET,对应的结晶活化能分别为32.32、61.93和83.61kJ/mol。
王兴良等人的研究得到了类似的结论。
马雪琳研究了相对分子质量
对PTT结晶性能的影响,半结晶时间t1/2随PTT分子量增加而增加,即结晶速率随分子量增加而下降,当黏均分子量大于50000时对结晶的影响不明显。
Huang和Chang报导球晶增长速率为117.0μm/min,片晶链折叠功为20.1kJ/mol,在PET 和PBT文献值之间,同样得到结晶速率顺序为PBT>PTT>PET。
在聚合物熔融加工过程中,半结晶时间t1/2常常是比Avrami速率常数更为有用的参数。
图9(略)比较了PET、PTT和PBT的t1/2参数,PTT位于其它两种聚酯之间。
另外,所有熔融加工均是在剪切和非等温条件下进行的。
比如,熔融纺丝时的剪切速率为103-104s-1,熔体离开喷嘴后在很短的距离内快速骤冷成固体。
在凝固期间主要发生着高卷绕速度、高在线张力和非等温应力诱导结晶。
波兰学者A.Ziabicki用DSC以不同的速率冷却熔体研究PTT的非等温结晶,用改性Avrami 方程分析数据,发现冷却速率从2.5℃/min升至35℃/min,PTF最大结晶速率温度从189℃向163℃飘移。
Kim等人也报导了PTT非等温结晶的研究,得到Avrami指数为2.7,活化能为165kJ/mol。
Lee等人对PTT非等温结晶进行了研究,冷却速率在2.5-20℃/min范围内,得到结晶活化能为114.8kJ/mol,而对应的PET的结晶活化能为210.9kJ/mol。
3.6 流变性能
PTT表现出与PET相类似的熔体流变行为,在低剪切速率下熔体接近于非牛顿流体,当剪切速率>1000s-1时呈切力变稀(图10略)。
在PET熔体加工温度约290℃和PTT熔体加工温度约260℃下,两种聚合物具有相似的黏度约200Pa·s,在高剪切速率下PTT的非牛顿指数低于PET。
流动行为能用Bueche方程进行模拟,即:η/η0=1/(1+0.6λγ)3/4,这里η是熔体黏度,η0是零剪切黏度,γ是剪切速率,λ是熔体松弛时间。
图10曲线表明Bueche方程模拟的黏度与实验数据相当一致。
表5列出了PET、PTT和PBT的流动活化能Ea。
PTT具有较低的流动活化能,表明温度变化对PTT熔体黏度变化不及PET和PBT敏感,但增加熔体加工温度会导致降解速率增加,从而对熔体黏度和特性黏度有不良影响。
表5 PET、PTT、PBT流动活化能
3.7 热稳定性与热降解动力学
刘泽华等人用热重分析方法研究了PTT树脂非等温热失重行为,并与PET热稳定性进行了比较,不同失重率所对应的分解温度如表6所列。
PTT各失重率下的分解温度均低于PET对应失重率下的分解温度,表明PTT的热稳定性不及PET。
表6 不同失重率下的分解温度(℃)
王雪松等人利用热重分析法(TG)研究了304、309、314、319、324和336℃六个温度下的等温热失重行为,随着分解温度的升高,降解失重速率加快,在同一分解时间下的焦炭产率更低。
对等温失重数据用最大失重速率法和iso-conversional procedure两种方法进行处理,得到了PTT分解的表观活化能分别为201kJ/mol和192kJ/mol,分解反应为一级反应,指前因子Ln(Z)分别为36min-
1和34min-1。
这些动力学数据与以前报道的Kissinger动力学处理法得到的结果(E=192kJ/mol,N=1.0,Ln(Z)=37min-1)很接近。
4 研究展望
综上所述,特殊的结构(分子链Z型螺旋排列)赋予了PTT许多优异的性能。
PTT纤维克服了PET纤维刚性强、染色性能差和PBT纤维柔性大、易变形的缺点,具有PET良好的耐化学性、像尼龙一样的高回弹性并兼有耐污性,是很好的纺织纤维用材料和地毯用纤维材料。
我国若要发展PTT,在开发PTT产品应用的同时要研究PDO的生产。
在PDO的几种生产方法中,笔者建议应优先开发环氧乙烷法,形成自主知识产权,尽早进行工业化生产,其次是加大力度研究生物发酵法。
.3 PTT物理机械性能
表3 PTT与PET和PBT物理机械性能的比较
表3为PET、PTT和PBT纯聚合物的物理机械性能。
由于PET、PTT结晶速率较慢,它们的机械性能高度依赖于注塑条件,而PBT结晶很快,它的性能几乎不依赖于注塑条件。
PTT的抗张强度、弯曲模量和缺口冲击强度数据落在PET和PBT之间。
除PET试样由于结晶度低而使体积电阻略低外,三种聚酯具有类似的电性能。
表4比较了填充30%玻纤的PTT、PET和PBT的性能。
玻纤填充的PTT的弯曲模量出乎意料地比PET和PBT高,这与表3顺序不一致。
热破坏温度(HDT)从59℃升高到玻纤填充的216℃,而缺口冲击强度与PET相当,略高于PBT。
表4 玻纤填充聚酯的性能
3.4 玻璃化转变温度、热容、热焓和平衡熔点
当结晶度<30%时,PTT的Tg基本是一个常数,约为45℃。
当结晶度>30%时,Tg随结晶度增加而快速增加;结晶度50%时,Tg增加到70℃。
Pyda等人用绝热量热计、DSC和温度调节DSC(TMDSC)测量了可逆与不可逆PTT的热容CP,根据分子链骨架振动贡献由Tarasov方程计算了PTT的热容。
经比
较,测量值与计算值彼此一致,标准偏差<3%。
完全结晶与无定形PTT的ΔCP分别为88.8J/kmol和94J/kmol。
Gonzalez等人测得100%结晶的PTT的热焓ΔHf为147±17J/g。
Drebowicz 和Chuah及Pyda等人测量了一系列不同热历史的PTT样品的ΔCp和ΔH,以ΔCp 与ΔH作图,外推至ΔCp为0,得到ΔHf为146J/g,与Gonzalez等人的结果完全一致。